碳基复合材料的加工
碳碳复合材料制备工艺及研究现状
2、科研院所和企业的研发团队 及其成果
目前，国内外众多科研院所和企业都在积极开展碳碳复合材料制备工艺的研 究和开发工作。其中，中国科学院、清华大学、北京大学、浙江大学、上海交通 大学等高校和研究机构在碳碳复合材料的制备工艺方面取得了重要进展。众多企 业在碳碳复合材料的产业化方面也取得了显著成果，
（4）加工和成型：将表面处理后的碳纤维增强基体进行加工和成型，得到 所需的形状和尺寸。
2、碳碳复合材料制备中的关键 问题和解决方案
碳碳复合材料制备过程中的关键问题包括炭纤维或炭化纤维的制备、基体与 炭纤维或炭化纤维的界面结合、表面处理的效率和一致性等方面。针对这些问题， 目前的研究主要集中在以下几个方面：
研究现状
1、国家政策支持及项目进展情 况
近年来，各国政府纷纷出台相关政策和项目，支持和推动碳碳复合材料的研 究和应用。例如，中国政府在“十三五”国家科技创新规划中提出要大力发展新 型复合材料，并将碳碳复合材料列为重点发展的领域之一。同时，国内外众多科 研机构和企业也在积极投入研发和生产，推动碳碳复合材料制备工艺的发展和应 用。
引言
随着科技的不断进步，碳材料因其独特的物理、化学性质而受到广泛。特别 是纤维素碳化制备碳材料，由于其来源广泛、环保且具有优异的性能，在能源、 环保、材料等领域具有广泛的应用前景。因此，研究纤维素碳化制备碳材料的工 艺具有重要意义。
文献综述
纤维素碳化制备碳材料的研究可以追溯到20世纪60年代，随着科技的不断进 步，这一领域的研究取得了长足的进展。以前的研究主要集中在碳化温度、时间、 气氛等因素对纤维素碳化过程的影响上。近年来，研究者们还致力于探索纤维素 碳化过程中的反应机理，以及如何提高碳材料的性能。尽管取得了一定的进展， 但仍存在许多问题需要解决，例如如何提高碳材料的质量和产量，以及如何实现 工业化生产。
碳碳复合材料生产工艺
碳碳复合材料生产工艺碳碳复合材料是一种高性能复合材料，由碳纤维和碳基材料组成，具有高强度、高摩擦性能、高抗侵蚀能力等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶制造等领域。
下面将介绍碳碳复合材料的生产工艺。
碳纤维制备：碳纤维是碳碳复合材料的主要增强材料，其制备过程包括原料选用、浆料制备、纤维拉丝、高温碳化等步骤。
首先，选用高纯度的石墨为原料，通过碳化反应制备碳纤维前体浆料。
然后，将浆料拉丝成纤维，并通过高温石墨化处理，将其转化为含有95%以上纯碳的碳纤维。
碳基材料制备：碳碳复合材料的基体材料通常选用高纯度石墨或石墨纤维，其制备过程包括预制件制备、石墨化处理、浸渍碳化等步骤。
首先，将石墨材料制备成预制件，通常采用热压或化学气相沉积等方法。
然后，对预制件进行高温处理，使其石墨化，提高其机械性能和耐热性。
最后，通过浸渍工艺，将预制件浸渍进碳化剂中，使其形成碳基材料。
复合成型：碳纤维和碳基材料经过制备后，通过复合成型将其组合成复合材料。
常见的成型方法包括层板法、缠绕法、注射法等。
层板法将碳纤维和碳基材料按照一定的排布顺序叠加，并采用压制热压的方法使其复合成型。
缠绕法将碳纤维按照一定的螺旋方式缠绕在模具上，并进行热压使其复合成型。
注射法将碳纤维和碳基材料按照一定比例混合后注入模具中，通过热压使其固化成型。
炭化和石墨化：复合材料在固化成型后，需要进行炭化和石墨化处理，以提高其炭化度和石墨化程度。
炭化过程通常采用高温石墨化处理，将复合材料在高温下进行长时间热处理，使其炭化度达到要求。
石墨化过程则是通过进一步高温处理，将复合材料的炭化产物转化为石墨，提高其机械强度和导热性能。
表面处理：最后，对已经炭化和石墨化的碳碳复合材料进行表面处理，以提高其性能和抗氧化能力。
常见的表面处理方法包括化学气相沉积、化学涂层、磨削抛光等。
化学气相沉积是通过将材料暴露在特定气氛中，使其表面形成一层保护性的氧化物。
化学涂层则是将材料表面涂覆一层抗氧化涂层，增强其抗氧化能力。
碳碳复合材料的制备及研究进展
炭/ 炭复合材料的制备及研究进展摘要：综合国内外各种文献资料，总结了炭炭复合材料的用途、制备工艺，简要介绍了几种主要的致密化方法，并对炭炭复合材料的抗氧化研究、石墨化研究做了初步的介绍，最后提出了炭炭复合材料今后发展的方向.关键词：炭炭复合材料，致密化，化学气相沉积，抗氧化，石墨化.1 引言炭/ 炭复合材料是具有优异耐高温性能的结构与功能一体化工程材料。
它和其它高性能复合材料相同, 是由纤维增强相和基体相组成的一种复合结构, 不同之处是增强相和基体相均由具有特殊性能的纯碳组成[1-2]。
炭/ 炭复合材料具有低密度、高强度、低烧蚀率、高抗热震性、低热膨胀系数、零湿膨胀、不放气、在2 000 C 以内强度和模量随温度升高而增加、良好的抗疲劳性能、优异的摩擦磨损性能和生物相容性（组织成分及力学性能上均相容）、对宇宙辐射不敏感及在核辐射下强度增加等性能[1-3], 使炭/ 炭复合材料在众多领域有着广泛用途。
在发达国家，炭/ 炭复合材料已被成功用于航天飞机的机翼前缘、鼻锥、货舱门，高推动比战机发动机的涡轮，高性能火箭发动机喷管、喉衬、燃烧室等，新一代先进飞机、坦克、赛车、高速列车等的刹车材料，以及火箭、飞机的密封圈等构件[4]，同时，炭/ 炭复合材料作为生物医学材料，人造心脏瓣膜、人工骨、牙种植体及作为植入材料用于矫形是近年来的研究重点[5-7]; 作为智能材料，由于其受拉力后电阻增加，是很好的拉伸传感器，具有广阔的发展前景[8]。
炭/炭复合材料由碳纤维增强碳基体复合而成。
碳基体以热解炭的形式存在，由碳源先驱体经热解碳化而成。
炭/炭复合材料的制备工艺包括: 碳纤维及其结构的选择; 基体碳先驱物的选择; 炭/炭复合材料坯体的成型工艺; 坯体的致密化工艺以及工序间和最终产品的加工等[9]。
其中，关键技术在于坯体的致密化。
2 炭/炭复合材料的致密化工艺传统的炭/炭复合材料致密化工艺主要有化学气相沉积（CVD、化学气相渗透（CVI）和浸渍法。
碳碳复合材料
气相沉积法
－预成型体。 主要工艺参数：温度、压力、时间。 成本问题：重要的是如何尽可能缩短工艺各工序,降
低成本。
预成型体和基体碳
制备的基本思路 先将碳增强材料预先制成预成型体，然后再以基体碳填充，
逐渐形成致密的C/C复合材料。 预成型体是一个多孔体系，含有大量孔隙，即使是在用成束
碳纤维编织的预成型体中，纤维束中的纤维之间仍含有大量 的孔隙。
一、碳／碳复合材料概述
我国碳/碳复合材料的研究和开发主要集中在航天、 航空等高技术领域，较少涉足民用高性能、低成本碳 /碳复合材料的研究。
目前整体研究水平还停留在对材料宏观性能的追求上， 对材料组织结构和性能的可控性、可调性等基础研究 还相当薄弱，难以满足国民经济发展对高性能碳/碳 复合材料的需求。
预成型体和基体碳
树脂碳：为无定形(非 晶态)碳，在偏光显微 镜下为各向同性。
图7-l4为碳纤维／酚醛 树脂碳基复合材料的 偏光显微组织。
可以看出树脂碳在碳 化时收缩所形成的显 微开裂。
碳／碳复合材料CVD工艺
CVD反应过程 1）反应气体通过层流流动向沉积衬底的边界层扩散； 2）沉积衬底表面吸附反应气体； 3）反应气体产生反应并形成固态产物和气体产物； 4）气体产物分解吸附，并沿一边界层区域扩散； 5）产生的气体产物排出。
化学气相沉积法
在沉积法中也可用等离子弧法。这种方法已经用来制 取微细碳化物，如碳化钛、碳化钽、碳化铌等。等离 子弧法的基本过程是使氢通过等离子体发生器将氢加 热到平均30000C的高温， 再将金属氯化物蒸气和碳 氢化合物气体喷入炽热的 氢气流（火焰）中，则金 属氯化物随即被还原、碳 化，在反射墙上骤冷而得 到极细的碳化物。
碳基复合材料制备及其性能分析
碳基复合材料制备及其性能分析随着科学技术的不断发展，材料科学也逐渐得到了广泛的发展与应用。
其中，碳基复合材料具有着优异的性能优势，在航空、航天、汽车、体育器材等领域得到了广泛的应用。
本文将介绍碳基复合材料的制备方法以及性能分析。
一、碳基复合材料的制备方法碳基复合材料是由纤维素、玻璃、碳纤维或者其他高性能材料与树脂组合而成，技术成熟的制备方法包括热固化法、热熔法和射出法。
1. 热固化法热固化法是将预制的填料与热固化树脂混合后，在温度和压力的作用下进行固化。
该方法原理简单，通过控制温度、时间和压力等因素可以实现对复合材料的可控制制。
2. 热熔法热熔法将树脂加热成液态后放置在纤维材料表面，经过加压加热凝固后，形成完整的复合材料。
相较于热固化法，该方法制备周期短，但是缺点是材料容易出现角部溶解等质量问题。
3. 射出法射出法主要是将树脂加热成液态后，通过注射的方式将树脂注入到纤维材料中，根据制品要求使用不同的加压方式，如射出密实法、压模法、旋转法等等。
该方法不仅能够制备简单的产品，同时也能够制备复杂的形状和曲线。
以上三种方法各有优劣，可根据不同的复合材料要求来选择最合适的方法进行制造。
二、碳基复合材料性能分析碳基复合材料性能优异主要体现在以下几个方面：1. 高强度由于碳纤维具有极高的强度和刚性，碳基复合材料在强度和刚性方面表现出色。
同时，与传统的金属材料相比，碳基复合材料更加轻巧，具有更高的比强度和比刚度，适用于制造对强度要求较高但是要求轻量化的产品。
2. 耐热性碳基复合材料在高温环境下表现出色，其工作温度范围较广，通常可达到800℃，对于制造高温炉、发动机、航空航天器材等具有重要作用。
3. 耐腐蚀性碳基复合材料本身的化学惰性较强，不容易被腐蚀，对氧化性介质具有很好的耐腐蚀性。
适用于制造酸性、碱性环境下的化工设备和海洋设备等。
4. 耐疲劳性由于碳基复合材料具有较高的抗疲劳性能，因此适用于制造需要经受大量反复载荷的产品，如振动设备、风力设备等。
碳基复合材料的制备和应用研究
碳基复合材料的制备和应用研究碳基复合材料具有轻质、高强度、高刚度、耐高温、抗腐蚀、绝缘性好等优良性能。
因此，在军事、航空、航天、建筑、电子、能源、环保等众多领域得到了广泛应用。
本文将就碳基复合材料的制备和应用进行探讨。
一、碳基复合材料制备技术1.炭化理论和方法碳基复合材料制备的核心是炭化理论和方法。
炭化是指在非氧化性气氛下，焦碳质原料在一定温度下经脱氢、裂解、重组和石墨化等反应过程，形成结晶度高、纯度高的碳材料。
一般采用的炭化方法有CVD、PVD、PIB等方法。
其中，CVD 方法是目前应用最广泛的碳化方法。
2.复合技术碳基复合材料是以一种或几种碳化物为基质，加入一定比例的增强材料或其它碳化物制成的复合材料。
增强材料包括碳纤维、陶瓷纤维、金属颗粒等。
在制备中采用的复合技术主要有热压、CIP和浸渍等方法。
二、碳基复合材料应用研究1.航空航天领域碳纤维增强复合材料是发展最快的一类材料之一，其具有轻质、高强度和高刚度等特点，被广泛应用于航空航天领域的结构件、燃烧器、发动机叶片等部件上。
2.建筑领域碳基复合材料具有绝缘性好、耐腐蚀、防水、易加工等优点。
在建筑领域中广泛应用于梁柱、天花板、防水材料等方面。
3.电子领域碳基复合材料具有良好的导电性，可以用于电子元器件的制造，如IC封装、热散尽器、热管和液冷器等。
4.能源领域碳基复合材料具有耐高温、抗腐蚀、导热等特点，可以用于核反应堆容器、石油化工反应器等容器的制造。
5.环保领域碳基复合材料可以替代一些传统的材料，如钢铁、水泥等，减少污染物的排放。
同时，采用碳基复合材料制造的环保产品，具有防水、防火、耐磨、地震抗震等特点，受到了国内外市场的欢迎。
三、碳基复合材料发展趋势1.制备方法的多样化随着科技的发展，制备碳基复合材料的方法越来越多样化。
例如，生物合成法、自组装法等制备方法的出现，拓展了碳基复合材料的制备技术。
2.应用领域的拓展随着碳基复合材料的性能不断提高，其应用领域将进一步拓展。
炭炭复合材料制备工艺详解概论
sp2
sp3
In a plane
In 3D
Bond: sp3
金刚石晶体结构
A
B
c
C
d Diamond
0
石墨晶体结构
A
石墨平面结构－SP2 B
A
c
Graphite
C60晶体
Fullerenes (C60)
无定形碳和过渡态碳
除了几种结晶形态外，碳的另一类同素异形体为无 定型碳。无定形碳一般多指炭黑、木炭、活性炭等。 实际上它们并非真正的无定形碳，而是属于微晶碳， 其成键轨道为sp2 + sp3。
气体流动方式对沉积区微气氛的影响
CVD 环节
反应气体
易于控制气体停留时间
扩散进入 孔隙内
热解、缩聚
吸附，脱H
不能控制气体停留时间
解吸 副产物扩散排出
CVI技术装备
炉膛
发热体 炭盘
径向温度
径向气体 压力
电极
进气口 逆定向流-径向热梯度CVI示意图
（发明专利：ZL00114790.0、 03105528.1）
炭纤维 基体炭 孔隙
10m
炭是难熔材料,石墨的熔点高达4177℃。
优异的高温力学性能
C/C材料应用－现代交通
C/C复合材料质轻、摩擦磨损性能优异，是飞机、高速列 车、磁悬浮列车、赛车等现代交通工具最新一代制动材料。
与金属基相比，C/C 使波音757
减重550Kg 刹车副寿命提高5〜6倍
飞机用制动盘
相对密度很难快速提高的重要原因。
炭纤 热解炭 树脂炭
复合增密C/C材料的偏光显微结构
3 C/C复合材料的结构与性能
碳的晶体结构
碳元素的原子序号为6，碳原子的6个基本电子 的轨道为1S22S22P2。由于在最多可容纳10个电子的 L壳层只有4个电子，因此，邻近碳原子间很容易通 过2S和2P轨道间的杂化形成σ和π两种强共价键。根 据电子杂化方式的不同， 碳原子可呈现SP3，SP2， SP等不同的杂化价态，并可形成不同的炭的同素异 型体－－如金刚石、石墨、富勒烯等。
碳基复合材料
碳基复合材料
链接：/baike/2210.html
碳基复合材料
简介
以碳纤维(织物)或碳化硅等陶瓷纤维(织物)为增强体，以碳为基体的复合材料的总称。
碳基复合材料有两种制备方法：一是浸渍法，即用增强体浸渍熔融的石油或煤沥青，再经碳化和石墨处理，它的基体是石墨碳，呈层状条带结构，性能是各向异性的。
还有用增强体浸渍糠醇或酚醛等热固性树脂，只经碳化处理，它的基体是玻璃碳，即无定型碳结构，性能是各向同性的；另一是CVD法，即把烃类化合物的热解碳沉积在增强体上来进行复合，这种方法的碳基体是类似玻璃碳的热解碳。
碳/碳复合材料不耐氧化，所以有时需要加抗氧化涂层。
原文地址：/baike/2210.html
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碳碳复合材料制备方法
碳碳复合材料制备方法
碳碳复合材料是一种由碳纤维增强体和碳基质组成的高性能复合材料，因其卓越的高温性能、高强度重量比以及良好的耐磨损和抗热震性，在航空航天、核能、汽车工业等领域有着广泛应用。
制备碳碳复合材料的方法主要有以下几种：
1.液相浸渍-炭化法：
-步骤包括：首先选择合适的碳纤维预制件（如编织布、层压板或三维编织结构），然后将其浸入树脂或其他碳前驱体溶液中进行渗透。
-接着在惰性气氛下经过预氧化处理，将树脂转化为中间相炭素或其他炭质物质。
-最后通过多级高温炭化过程，逐步去除非碳元素，使碳纤维与基质紧密结合，形成连续的碳网络。
2.热解化学气相沉积法：
-在该方法中，碳纤维预制件置于反应腔内，并通入含碳气体（如甲烷、丙烯等）。
-当气体在纤维预制件内部扩散并吸附于纤维表面时，会在高温条件下分解并在预制件内部沉积成碳，从而逐渐填充空隙形成连续的碳基质。
3.热压烧结法：
-该方法通常用于制备短切碳纤维/石墨粉末复合材料。
-首先将碳纤维和石墨粉混合均匀，然后放入模具中，在高温高压下直接进行烧结，使得纤维和粉末之间实现致密化连接。
4.碳源熔融渗透法：
-使用碳源（如聚丙烯腈、沥青等）熔融后渗透到碳纤维预制体中，随后经过一系列热处理得到碳碳复合材料。
5.真空袋灌注成型技术结合以上浸渍工艺：
-采用真空袋技术可以提高液相浸渍过程中树脂或碳前驱体的渗透效率。
CC复合材料制备工艺简介
CC复合材料制备⼯艺简介沥青基碳材料本⽂来源：上海皓越精彩⽂章现在开始碳基复合材料碳/碳(C/C)复合材料是碳纤维增强碳基体的复合材料, 具有⾼强⾼模、⽐重轻、热膨胀系数⼩、抗腐蚀、抗热冲击、耐摩擦性能好、化学稳定性好等⼀系列优异性能, 是⼀种新型的超⾼温复合材料。
C/C复合材料作为优异的热结构-功能⼀体化⼯程材料。
它和其他⾼性能复合材料相同，是由纤维增强相和基本相组成的⼀种复合结构，不同之处是增强相和基本相均由具有特殊性能的纯碳组成。
碳/碳复合材料主要是由碳毡、碳布、碳纤维作为增强体，⽓相沉积碳做为基体经过复合⽽制成，但是它的组成元素只有⼀个就是碳这个元素。
为了增加密度，由碳化⽽⽣成的浸渍碳或浸渍在康铜树脂(或沥青)，也就是说碳/碳复合材料是由三种碳材料复合⽽制成的。
碳碳复合材料的制造⼯艺⼀、碳碳/碳复合材料的制备过程包括增强纤维及其织物的选择、基体碳先驱体的选择、C/C预制坯体的成型、碳基体的致密化以及最终产品的加⼯检测等。
检测等1）碳纤维的选择纱束的排列取向、纱束间距、纱束体碳纤维束的选择和纤维织物的结构设计是制造C/C复合材料的基础，通过合理选择纤维种类和织物的编制参数，如纱束的排列取向、纱束间距、纱束体积含量等，可以决定C/C复合材料的⼒学性能和热物理性能。
积含量等2）碳纤维预制坯体的制备预成型结构件的加⼯⽅式主要有三种：软编、硬编和预制坯体是指按产品形状和性能要求先把纤维成型为所需结构形状的⽑坯，以便进⾏致密化⼯艺。
预成型结构件的加⼯⽅式主要有三种：软编、硬编和软硬混编。
编织⼯艺主要有：⼲纱编织、预浸渍维杆组排、细编穿刺、纤维缠绕以及三维多向整体编织等。
⽬前C复合材料主要使⽤的编织⼯艺是软硬混编。
编织⼯艺主要有：⼲纱编织、预浸渍维杆组排、细编穿刺、纤维缠绕以及三维多向整体编织等。
三维整体多向编织，编织过程中所有编织纤维按照⼀定的⽅向排列，每根纤维沿着⾃⼰的⽅向偏移⼀定的⾓度互相交织构成织物，其特点是可以成型三维多向整体织物，可以有效的控制C/C复合材料各个⽅向上纤维的体积含量，使得C/C复合材料在各个⽅向发挥合理的⼒学性能。
碳基复合材料的制备和应用
碳基复合材料的制备和应用碳基复合材料是一种新型的材料，其由碳纤维等稳定性较高的薄膜与聚合物等物质结合而成，具有强度高、重量轻、硬度大、抗氧化性强等优良特性，被广泛应用于航空、航天、军事、汽车等领域。
制备方法碳基复合材料的制备方法主要分为两种：CVD法和预浸法。
CVD法是通过在高温气氛中使含有碳原子的气体与基料表面反应生成碳化物，从而在基料表面形成碳基材料。
预浸法则是将碳纤维吸附于基体面，并再次涂覆一层聚合物基质，经过固化加工而形成一体化的材料。
应用领域碳基复合材料具有很高的强度和硬度，因此广泛应用于民用和军用领域。
在户外运动方面，碳纤维复合材料被应用于滑雪板、高尔夫球杆、网球球拍等项目，其优良特性为运动员提供了更好的控制力和挥击力。
在航空领域中，碳纤维复合材料在制造飞机结构零件时得到了广泛应用。
因为其轻质、高强度、刚性好，被广泛应用于制造飞机的翼尖、机身、发动机罩等部分，能够大大减小机身比重，提高飞机飞行性能。
在航天领域，碳纤维复合材料的应用也越来越广泛。
在国际空间站建造过程中，复合材料技术被广泛应用于全压壳、抗压量杆和导热结构等领域。
碳基复合材料还可以用于制造太阳能电池板，以便于为航天器提供动力。
在医学方面，碳基复合材料也具有很高的应用价值。
碳纤维合材料可以作为人体修复及骨科手术用的材料。
人工骨骼具备纤维的强度、硬度，且具备人体吸收及成长性，可以在伤口处加速骨骼修复，肯定会给患者带来很大的康复效果。
结语碳基复合材料是一种优良的材料，具有广泛的应用前景。
以其优越的性能代替传统材料，成为了多个领域的不二选择。
随着科技的发展，碳基复合材料的生产工艺不断完善和创新，其用途也会越来越广泛。
碳碳复合材料的一般工艺流程
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碳碳复合材料的制备方法
C/C在航天领域中的应用 C/C作为刹车盘
碳与生物体之间的相容性极好，再加上碳 /碳复合材料 的优异力学性能，使之适宜制成生物构件插入到活的生 物机体内作整形材料，如人造骨骼、心脏瓣膜等。
人造骨骼关节
人工心脏瓣膜
鉴于碳/碳复合材料具有系列优异性能，它们在宇宙飞 船、人造卫星、航天飞机、导弹、原子能、航空以及一 般工业部门中得到了日益广泛的应用。
今后，随着生产技术的革新，产量进一步扩大，廉价 沥青基碳纤维的开发及复合工艺的改进，碳 / 碳复合材 料将会有更大的发展。
4.5.2 碳/碳复合材料的成型加工方法 碳/碳复合材料的成型加工方法很多，其各种工艺过 程大致可归纳为下图几种方法：
1. 胚体
在沉碳和浸渍树脂或沥青之前，增强碳纤维或其织物应 预先成型为一种坯体。坯体可通过长纤维（或带）缠绕、 碳毡、短纤维模压或喷射成型、石墨布叠层的方向石墨 纤维针刺增强以及多向织物等方法制得。
2. 基体
碳/碳复合材料的碳基体有：
树碳--合成树脂或沥青经碳化和石墨化而得 热解碳--由烃类气体的气相沉积而成 两种碳的混合物 基体碳可通过化学气相沉积或浸渍高分子聚合物碳 化来获得。
加工工艺方法可归结为以下几方面： （ 1 ）把来源于煤焦油和石油的熔融沥青在加热条件下浸 渍到碳/石墨纤维结构中去，随后进行热解和再浸渍。 （2）已知有些树脂基体在热解后具有很高的焦化强度， 热解后的产物能够很有效地渗入较厚的纤维结构，热解 后必须进行再浸渍再热解，如此反复若干次。
此法渗透时间长，每一周需 50~120h ，由于靠近坯体表 面的孔优先被填充，生成硬壳，故在渗透过程中要进行 机械加工将其硬壳层除去，然后再继续沉碳。图 4-47 表 示材料的密度和结构与沉积温度和压力之间有一定的关 系。
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2 碳基复合材料的加工
碳/碳复合材料是以碳纤维及其织物为增强材料，以碳为基体，通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料。
碳/碳复合材料在高温热处理之后碳元素含量高于99%，故该材料具有密度低，耐高温，抗腐蚀，热冲击性能好，耐酸、碱、盐，耐摩擦磨损等一系列优异性能。
此外，碳/碳复合材料的室温强度可以保持到500℃，对热应力不敏感，抗烧蚀性能好。
故该复合材料具有出色的机械特性．既可作为结构材料承载重荷，又可作为功能材料发挥作用，适于各种高温用途使用。
与金属基材料相同，碳基复合材料也有传统的加工方式：切削加工、磨削加工、铣削加工等，这里不再赘述。
本文对碳基复合材料的加工主要阐述超声辅助加工技术。
超声振动切削作为新兴的特种加工技术，引起了国内外专家学者的广泛兴趣和极大关注。
最早对振动切削进行比较系统的研究，可以称为振动切削理论与应用技术奠基人的是日本学者隈部淳一郎。
他在20世纪50～60年代发表了许多振动切削方面的论文，系统地提出了振动切削理论，并成功地实现了振动车削、振动铣削、振动镗削、振动刨削、振动磨削等。
随后美国也对振动切削进行研究，到20世纪70年代中叶，振动车削、振动钻孔、振动磨削、光整加工等均已达到实用阶段，超声加工在难加工材料和高精度零件的加工方面显示了很大的优越性，取得了一系列研究成果，并在生产中得到推广应用。
目前，在国外，俄罗斯科学院和英国拉伯运大学对超声振动切削的非线性过程进行了深入研究，利用流变模型对超声振动切削实验结果进行了理论解释。
新加坡南洋理工大学的Z.W.Zhong和G.Lin利用金刚石刀具对金属基复合材料进行超声辅助加工和传统车削加工加工质量的对比试验，发现超声辅助加工使材料表面粗糙度降低25％左右。
而英国人V.I.Babitsk等对镍718和C263也进行了这样的实验，发现该技术加工质量提高了30%左右。
美国麻省理工学院的B.Varghess和S.alki在工件径向施加超声振动的研究结果表明：当接触压力超过该临界压力时，材料去除率因受磨屑影响而下降；明砂轮的接触压力、砂轮承载面积、工作循环时间，超声振动与砂轮表面开槽等对淬硬轴承钢的材料去除率均有影响美国堪萨斯州州立大学的Z.J.Pei等，通过加权的方式考虑超声的去除，建立了旋转超声加工的材料除去率模型，并通过试验验证。
在国内，对于该项技术的研究也有一定的成果。
河北工学院的曲云霾、李健中等人对超声振动磨削的材料去除机理、表面创成机理、表面粗糙度等进行了一系列的研究。
利用自行研制的超声振动磨削装置使砂轮磨削的同时作轴向超声振动，通过试验得知，由于高频振动，砂轮不易堵塞，保持磨粒锋利性，提高了磨削效率：磨削表面形成网状结构，加工表面质量较好。
中北大学的辛志杰主要对超声振动内圆磨削的磨削机理进行了探讨。
得出结论：振动磨削时工件表面粗糙度值比较小，这说明超声振动对砂轮增强自励性及增加有效切削量的作用是存在的。
天津大学刘殿通、于思远教授等人将超声振动磨削加工技术应用于工程陶瓷小孔的加工，对其原理、主要工艺装置和加工过程中的工具磨损进行了介绍，分析并实验研究了影刊加工效率和加工质量的主要因素。
河南理工大学赵波教授利用自行研制的超声振动珩磨机床对工程陶瓷发动机缸套类零件进行了超声振动磨削试验研究。
从国内外众多学者的研究中可以看出，继续加强超声辅助加工机理的研究和加工工艺的研究，以及专门超声加工刀具的设计研制，实现普通加工和超声波加工的自由转换，这些都是将来超声波加工发展的方向。
1 金属基复合材料的加工
对于金属基复合材料(MMC)加工,迄今已试验过各种传统的切削方法,如车、
钻、铣、铰、攻丝、锯和磨削,也试验过从较软的高速钢到最硬的金刚石等各种
刀具,刀具组织结构、几何结构和切削液的影响、刀具磨损模式及磨损机理都已被讨论过。
已尝试过的非传统加工方法包括放电加工、激光/等离子切割、高压水切割、磨料流加工等等。
1.1 传统加工方法
从目前来看，用刀具切削仍然是金属基复合材料的主要加工方法。
现在对切削加工的研究主要在提高刀具使用性能、加工工艺和加工质量这些方面。
正确选择刀具材料和切削用量，才能保证加工质量和较高的加工效率。
传统刀具切削MMC的效果很差，研究出来的新型刀具材料，无论在使用寿命方面还是在加工效率上，都比普通刀具要好。
例如用聚晶金刚石在铝硅合金基复合材料上钻、铰孔后的产品早已应用于航空和军工上,现已扩大到汽车工业。
另外涂层刀具、立方氮化硼刀具进行精切削也是是加工这种材料的最经济途径。
在工艺方面，主要认为高速小进给及小切深有利于提高复合材料的切削加工表面质量。
就目前来看，在对刀具的研究是提高金属基复合材料加工的有效手段。
磨削加工对于金属基基复合材料也是常用的加工成型方式。
常见的颗粒增强金属基复合材料磨削加工形式有外圆磨削、内圆磨削、成形面磨削等。
研究表明，金属基复合材料的磨削特性由于增强颗粒的存在而得到很好的改善，同时还能够实现无损伤表面的加工。
因此，磨削是颗粒增强金属基复合材料加工中很有前途的一种加工方法。
1.2 新型加工方法
1.2.1 放电线切割
放电线切割，也是这类材料的加工方法之一。
但是由于MMC的增强体通常为非导体,故放电效果显然差于切割一般金属材料。
例如切割SiC晶须增强和SiC 颗粒增强铝基复合材料的工艺就不能沿用铝合金的切割参数，其切割速度和切口粗糙度也有差别，前者的某些加工表面会呈玻璃样粉状硬化。
因此，这种方法还有待完善。
1.2.2 细等离子切割
A.P.Hoult等人曾应用细等离子体切割2mm厚的2024铝基复合材料，通过宏观和显微检查其切割质量(切口宽度及斜角、表面粗糙度)，发现有一最佳切割速度范围，在此范围下切口宽度和热影响区都相对较小，而这与切割铝合金的最佳速度无明显差别。
由此看来，细等离子线切割也是一种新型的金属基复合材料加工该方法。
1.2.3 激光加工
目前，激光加工技术也已经应用在了铝基复合材料的打孔、切割、划线和型腔加工等方面。
用自行研制的机械斩光盘调脉冲激光器切割试验表明，在高峰值能量、短脉冲宽度、高脉冲频率和适当的平均功率条件下，采用高速多次重复走刀切割工艺，可以得到无裂纹的精细切口。
1.2.4 超声加工
超声加工对金属基复合材料的深孔加工的贡献尤为突出。
例如，扭转振动超声钻孔不受工件材料的限制，可以显著提高孔的加工精度、降低表面粗糙度、并易于实现自动进给。
因此可以成倍地提高加工效率，甚至可以代替传递的“钻-扩-铰”工序。
超声打孔的孔径范围是0.1 mm ～90 mm，加工深度可达100 mm 以上，孔的精度可达0.02 mm ～0.05 mm。
表面粗糙度在采用W40 碳化硼磨料加工玻璃时可达1.25 mm ～0.63 mm，加工硬质合金时可达0.63 mm ～0.32 mm。
1.2.5 触变加工
Shy-Wen Lan等尝试了触变加工成形复合材料。
与固态下加工相比,触变加工变形应力很小。
他们用这种方法对氮化铝颗粒增强铝基复合材料进行了加工实验。
结果发现这种加工方式加工的质量并不理想，在刀尖处有裂纹产生，并且加工过程中式样对刀具的粘连比较严重，很明显，这种方法还在进一步研究之中。
1.2.6 其他先进加工方法
用超水压切割复合材料，在国外已经可有效地切割1.6mm厚的金属薄板。
另外，磨料流切割也被试用于金属基复合材料。
根据工艺过程不同和切割深度不同，其切口表面质量比较分散。
有研究者给出了工艺参数与切口表面质量指标之间关系的两个线性回归式，利用公式可初步控制切割质量。
另外,G.Hamatani用磨料流穿孔和开槽加工金属基复合材料的试验也取得比较满意的结果。
非传统加工虽然解决了传统加工解决不了的问题，但是它们也会在材料表层留下许多缺陷。
例如热辅助加工法引起一个递降的重铸组织层。
而磨料加工引起机械受损层等。
对不同的环境，我们可以根据实际需要来选择加工方法，以求加工效益的最大化。