详细信息 :

碳碳复合材料的优缺陷

碳碳复合材料（C/C复合材料）优缺陷

基础说明：碳碳复合材料是以碳纤维为增强骨架，碳作为基体的高级碳基复合材料，差异于一般石墨；多用于真空炉热场、烧结工装、钎焊治具、航空航天。

长处

1. 超耐高温

惰性/真空环境下可长时间使用至2000℃以上，短期可达3000℃，高温强度不降反升，这是最大优势。一般石墨高温强度根本不变，金属高温直接软化。

2. 热膨胀系数极低，抗热震极强

温度急剧升降不简单开裂，重复冷热循环稳定性远优于惯例石墨，合适频频启停的真空炉。

3. 密度低、轻量化

密度约1.6～1.9 g/cm³，只有钨钼的1/4左右，工装自重小，减轻炉体承重，大型工装优势显着。

4. 高温力学功能优异

耐性比一般石墨好许多，不像纯石墨那样一碰就崩碎；抗弯折、抗冲击优于等静压石墨，可做大型薄壁、长形工装。

5. 导热功能良好

导热均匀，工件受热温差小，合适烧结、钎焊治具，温度场均匀。

6. 化学稳定性好

耐酸碱，大部分熔融金属不滋润；真空环境下杂质析出少，高纯款可用于半导体、功率器材烧结。

7. 蠕变小
高温长时间载荷下形变很小，长时间高温执役不易变形，合适需求长时间保形的热场件。

缺陷

1. 空气中高温极易氧化

＞400℃就开始氧化，比石墨更敏感；有氧环境下不能高温使用，必须真空/惰性保护气氛，如需在含氧高温环境要用抗氧化涂层（SiC涂层最常用）。

2. 原材料+制作本钱很高

出产周期长（屡次浸渍碳化工序），价格远高于等静压石墨，投入本钱高。

3. 加工难度大

碳纤维骨架，CNC切削时刀具磨损快，加工本钱高于一般石墨；尖角、薄壁方位仍然存在崩损危险。

4. 存在孔隙，会放气

内部有微孔，未致密化处理的碳碳件，初度升温会释放气体，影响高真空；屡次浸渍可下降气孔率，但本钱进一步上升。

5. 表面易掉碳纤维碎屑

打磨、切割、摩擦时会产生细小碳纤维粉尘，半导体精密出产要做好清洁防护。

6. 部分金属存在渗碳、滋润危险

高温下铝、部分合金会渗碳、粘料；做钎焊时一般需求BN阻隔涂层。

7. 脆性实质仍存在

尽管耐性优于石墨，但仍然归于脆性材料，不能承受剧烈冲击、重击，重击下会分层开裂。

和等静压石墨简略比照（便于推广）

碳碳复合材料：高温强度高、抗热震更好、耐性更好、轻量化、价格贵，合适大型、频频冷热循环、长周期高温工装

等静压石墨：加工简略、性价比高，常温强度不错，但高温强度不变，脆性更大，大型件简单开裂

碳碳复合材料耐高温、抗热震、高温强度高，重量轻，合适大型真空炉热场与烧结工装；缺陷是空气中高温易氧化，造价高，加工本钱贵。