上海大学学报(自然科学版) ›› 2025, Vol. 31 ›› Issue (1): 58-67.doi: 10.12066/j.issn.1007-2861.2541
肖佳文, 杨 敏, 姚 敏, 黄成杰, 李 红, 任慕苏, 孙晋良
XIAO Jiawen, YANG Min, YAO Yumin, HUANG Chengjie, LI Hong, REN Musu, SUN Jinliang
摘要: 为探究碳纤维预制体孔隙结构对碳/碳材料致密化效率的影响, 以织造参数不同的 3 种三向正交预制体为研究对象, 采用相同的化学气相渗透 (chemical vapor infiltration, CVI) 工艺致密化, 并研究气体在纤维束内、纤维束间孔隙中的扩散行为, 探究不同类型孔隙对增重速率的影响. 借助 ImageJ 软件计算 CVI 后 3 种预制体中纤维束内规则化模型孔隙的演变; 借助显微观测法获得预制体参数, 定量计算模型孔隙通道面积及气体扩散系数. 研究结果表明, 气体在纤维束内孔隙中扩散时, 前期发生Fick 扩散, 后期以Knudsen 扩散为主, 束内孔隙数量主要通过影响前期增重速率来影响孔隙填充; 纤维含量低的A3 预制体中束间孔隙率高, 孔隙截面积大, 具有更高的扩散系数, 束内单丝按同心圆式排列, 在 CVI 过程中易形成闭孔, 气体在纤维束间孔隙处主要发生 Fick 扩散, 扩散系数主要受扩散通道面积和孔隙率影响,并对后期增重速率产生影响.
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