【环氧板】材料

树脂基体种类繁多,不同的基体有不同的制备工艺，总体来说，树脂基环氧板材料的制备工共可分为一一步法和二步法。一步法(又称“湿法”)是将纤维直接浸渍树脂-步固化成型形成环氧板材料;二步法则是预先对纤维浸渍树脂，使之形成纤维和树脂预先混合的半成品,再由半成品成型制备出环氧板材料制品。早期制造环氧板材料都是采用一一步法工艺，如成型模压制品是先将纤维或织物置于模具中，倒人配好的树脂后加压成型。

一步法工艺简便,设备简单,但存在以下不足:树脂不易分布均匀，在制品中形成富胶区和贫胶区,严重时会出现“白丝”现象;溶剂、水分等挥发物不易去除,形成孔洞;生产效率低，生产环境恶劣。针对一步法的缺点，发展了二步法(“干法”):预先将纤维树脂预先混合或纤维浸渍树脂,经过一定处理,使浸渍物成为一种干态或稍有黏性的材料，即半成品材料,再用半成品成型为环氧板材料制品。二步法由于将浸渍过程提前，可很好地控制含胶量并解决纤维树脂均匀分布问题;在半成品制备过程中烘去溶剂、水分和低分子组分，降低了制品的孔隙率,也改善了环氧板材料成型作业的环境;通过半成品的质量控制，可有效保证环氧板材料制品的质量。对连续纤维增强树脂基环氧板材料，习惯上把这种成型用材料称为预浸料。它是制备环氧板材料制品的重要中间环节,其质量直接影响着成型工艺条件和产品性能。

树脂基环氧板材料的性能不仅取决于所用树脂及添加剂的种类和配比，而且还与其制造方法有极大关系。图11-1所示是树脂基环氧板材料成型加工的典型工艺流程。由图可知，环氧板材料成型加工包括预浸料等半成品制备、增强材料预成型和环氧板材料固化成型等几方面的内容。环氧板材料半成品的制备主要包括预浸料和预混料的制备,11.2节将做详细说明。环氧板材料预成型的目的是得到接近制品形状的毛坯。成型固化工艺包括两方面内容:一是成型,是根据产品的要求,将预浸料铺制成产品的结构和形状;二是进行固化，是将铺制成一定形状的预浸料,在温度、时间和压力等因素下使形状固定下来,并能达到预计的使用性能要求。不同的工艺方法在这三个方面可能同时或分别进行,但都要完成好树脂与纤维的环氧板、浸渍、固化利成型。在纤维与树脂体系确定后，环氧板材料的性能主要取决于成型固化工艺。

按照环氧板材料增强体的几何形状和尺寸分类,可以将基环氧板材料分为晶须增强陶瓷基环氧板材料、颗粒增强陶瓷基环氧板材料和连续纤维增强强陶瓷基环氧板材料。不同的增强体体系对应不同的制备工艺。都可以采用与传统单相陶瓷

晶须与颗粒增强陶瓷基环氧板材料的制备工艺过程比较相像，成型和烧结:把晶须和增强颗的基本相同的工艺过程。其主要包括三个阶段，即晶须的分散、

粒加人介质中用机械方法使其分放,然后加入陶瓷粉料，通过搅拌使其与陶瓷粉均匀混合后成型,烘干后进行烧结(如热压烧结或热等静压烧结)。成型方法主要包括半干法成型、注浆成型、流延成型、模压成型、注射成型、挤出成型、冷等静压成型和轧模成型等。烧结方法主要包括热压烧结、反应烧结、无压烧结、真空烧结或热等静压烧结等。成型工艺与烧结工艺在陶瓷材料的制备技术中已有较多描述，此处不再赘述。

晶须或颗粒增强陶瓷基环氧板材料的制备工艺主要有以下两种:①外加晶须或颗粒法。即通过晶须和颗粒分散后与基体混合、成形，再经烧结制得晶须或颗粒增韧陶瓷基环氧板材料的方法，例如将SiC晶须加人到氧化物、碳化物、氮化物等基体中得到SiC晶须增韧的陶瓷基环氧板材料。这种制备工艺较为传统。②原位生长晶须法。将陶瓷基体粉末、晶须和增强颗粒生长助剂等直接混合成形,在一定的条件下原位合成晶须，同时制备出含有该晶须增强的陶瓷基环氧板材料。这种制备工艺的晶须生长较难控制。

连续纤维增强陶瓷 基环氧板材料的形状通常由纤维预制体来实现，再在纤维预制体内部制备网密基体，属于增材制造的范畴。连续纤维增强陶瓷基环氧板材料的制备通常采用化学转化送通过化学转化法降低商党基体的制备问题进而保证环氧板材料的结构性能。其制备方法主要在化营年相选沉和，潘(VDICVD法、先驱体没费裂解法(PI)法和反应性培体漫参(RMD)法三种，这也是本章讲述的重点。

环氧板材料，即碳纤维增强碳基体环氧板材料,是由碳纤维和碳基体共同组成的环氧板材 料。碳材料高熔点的本质属性，赋予了碳/碳环氧板材料优异的耐热性(可以经受2000 C以上的高温)，使之成为惰性气氛下使用温度最高的材料。但碳材料的特性也决定了不能用一般无机材料或环氧板材料的制备方法来制备碳/碳环氧板材料，比如碳材料超高的耐温性不可能像金属基环氧板材料那样可以使用熔体浸渗法制备;碳原子之间强而稳定的共价键结构决定了碳原子在烧结过程中移动性很差,不能通过碳粉烧结手段制备。

环氧板材料的制备技术主要分为两个基本步骤，即碳纤维预制体制备和预制体致密化。前一个步骤是根据产品形状和使用需求将碳纤维制成多孔纤维预制体，后一个步骤是利用液相或气相的含碳化合物先驱体热解形成基体碳，填充碳纤维预制体的孔隙，从而制得碳/碳环氧板材料。根据碳纤维种类(短切纤维、连续长纤维)及纤维的排布方式不同，碳纤维预制体的主要形式有单向碳纤维束、2维碳布、各种碳毡及3维或多维碳纤维编织体等。将基体碳填充到预制体孔隙内的方法主要有两种，即液相浸渍碳化法和化学气相渗透(CVI)法。按照使用的含碳先驱体的不同，液相浸渍碳化法又分为两种，即聚合物浸渍碳化法和沥青浸渍碳碳/碳环氧板材料整个体系均由碳元素组成.其力学性能热物理性能及摩擦、磨损性能与碳相的石愚化程度密切相关。在碳碳环氧板材料致密化程度达到设计要求后.对环氧板材料进行高准有费化处理.通过调整控制环氧板材料各组元及整体的石要化状态，得到最终综合使用要求的环氧板材料。

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