碳碳复合材料，是以碳（或石墨）纤维及其织物为增强材料，以碳（或石墨）为基体，通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料。

中文名

碳碳复合材料

外文名

Carbon carbon composite

运用领域

航空、航天、电路级和太阳能级晶硅生产、高温炉

主要成分

碳

优点

高强度、高比模量、高导热性

简介

英文名：c-c composite or carbon-carbon composite material，碳/碳复合材料，是指以是以炭纤维(或石墨)及其织物为增强材料，以碳(或石墨)为基体，通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料。它源于1958年，美国Chance-Vought公司由于实验室事故，在炭纤维树脂基复合材料固化时超过温度，树脂炭化形成炭/炭复合材料。

碳/碳复合材料是炭纤维增强炭基本复合材料，具有质量轻、耐烧蚀性好、抗热冲击好、损伤容限高、高温强度高、可设计性强等突出特点，现应用于航空、航天、电路级和太阳能级晶硅生产、高温炉等应用领域。

性能特点

（1）物理性能：C/C复合材料在高温热处理之后的化学成分，碳元素高于99%，密度低，具有极强亲和力，由于碳元素熔点高，具有耐高温，抗腐蚀和热冲击性能好的特性，耐酸、碱、盐。

（2）力学性能：体现C/C复合材料力学性能的是强度和弹性模量，耐摩擦磨损性能好。

（3）高温稳定性：C/C复合材料的室温强度可以保持到2500℃，对热应力不敏感，抗烧蚀性能好。

（4）综合性能评价：C/C复合材料在常温下的强度和弹性模量好，生产C/C复合材料环节少，可节省材料和制造费用，安全性和可靠性高。

制造技术

在选用何种工艺来制备C/C复合材料时，应先根据C/C的应用要求选择使用什么样的纤维和基体，进而确定制备纤维和基体所要用的物质。

（1）碳纤维制备技术：制备碳纤维使用的原料不同，其工艺也稍有不同。若用聚丙烯腈，就将丙烯腈聚合、纺丝、作耐火焰处理、碳化处理，最终形成制品。若用沥青，就将粗沥青提炼，熔融纺丝，最后碳化处理。C/C的质量首先取决于碳纤维的质量。

（2）编织技术：编织技术可分为单向编织和多向编织。多向编织最少为两向，最多为11向。还可分为机器编织和手工编织。机器编织又细分为径向针织和纬向针织。机器针织技术因其产品易起毛或断裂而未能得到广泛应用；手工编织技术因其产品不存在针织品的缺点而得到国内外广泛应用。目前使用较多的是手工缠绕编织和交叉编织，比较先进的是穿刺编织。

（3）致密技术：形成编织品或纺织品后需对其作致密化处理。致密技术分为液态浸渍、固态浸渍和气态浸渍技术。目前应用较多的是化学气相沉积技术。

（4）工艺技术的发展：化学气相渗透工艺、计算机模拟、高速C/C复合材料致密技术、碳珠/碳工艺。

参考系数

型号 表观密度 抗弯强度 抗拉强度 膨胀系数 最高使用温度

g/cm3 Mpa(Kgf/cm2) Mpa(Kgf/cm2) ×10-6/K ℃

JNC13 1.35±0.07 85（867） 80（612） 0.5 真空环境 2500

JNC15 1.63±0.07 130（1326） 130（765） 0.6

JNC17 1.68±0.07 168（1632） 150（969） 0.7 保护气氛 3000