第5章 实验室制备碳碳复合材料（1/2）

第5章 实验室制备碳碳复合材料

新型液氧煤油发动机的图纸，依然处于有条不紊地绘制当中。

张星扬将所有的图纸分解之后，将各个部件图纸交给了研究所内还选择留下的人员。

自己终于可以有时间来解决发动机实际制造之中的一些问题，比如最关键的几个问题之一。

发动机材料问题！

材料作为发动机的骨架，几乎决定了一款发动机能够有多强的性能。

尤其是用于发动机燃烧室和尾喷管的材料，要求更是高到难以复加。

没有极强的耐高温、抗冲击强度，那么发动机在运行时产生的超高温和超速激流，会瞬间摧毁发动机的燃烧室内壁和尾喷管。

一般来说，现在这个时间点，航天发动机所使用的高温合金，一般为钛合金或是镍基高温合金。

碳碳基复合材料，或是耐高温陶瓷基复合材料，这些后来应用非常广泛的材料，在九十年代，还算是比较高大上的材料。

大规模制备的价格高昂，并且一般的性能并不是十分的优秀。

以二维碳碳复合材料为例，理论上这种材料具有良好的耐高温、耐烧蚀和高温强度高等优异性能。并且它的密度很低、可设计性和可加工性都远胜于现在常用的高温合金。

但是这种材料现在的表现却并不如人意，主要还是因为表面处理工艺的问题，导致在3000度之上的时候，表层的碳膜会发生氧化钝化，从而降低耐高温的性能。

在后世一般采用涂层来隔绝材料与氧气的直接接触，从而达到防氧化的目的。

在九十年代，各种高性能的抗氧化涂层研究还不是很发达。

尤其是在张星扬生活的二十二世纪，这类基础材料的探索，已经完全交给了算力强大的环恒星中央处理器来运算，从而完全转化为时间和能量的产出品。

那台质量达到两个地球质量的恐怖巨构，每年产出的新型材料数量需要用科学计数法才能够完整表达出来。

所以张星扬大脑之中脑蛋白质芯片保存的都是其中的佼佼者，每一个性能放到这个时代都是领先世界一百多年的天顶星科技。

当然受限于这个时代的硬件设备，这些材料配方不变的情况下，也很难达到原有的材料性能。

就好像一个人带着完整的单晶硅制备工艺穿越到二战的时候，他也不可能做到原有的性能水平，能够实验室少量制备已经可以算作是天才了。

不过好在，研究院之中是有在未来看起来十分简陋，在现在算起来还比较先进的制备设备。

一般来说二维碳碳复合材料的制备，需要先制作底层碳胚，然后经过热解碳的化学气相沉积或渗透。

在这个过程之中，碳源气（如ch4、c2h4、c3h6、c3h8等）这些气体会发生热解并且在基层碳纤维布上沉积碳，以填充碳纤维上多空预制体中的空隙。

这一步主要是为了对材料进行增密处理，从而使材料获得更加优秀的致密性。

这一步之中最为关键的就是cvi炉，而恰好研究院之中就有一台这样的设备，这一台还是之前所里为了探索高性能碳钎维材料，从国外进口来的。

张星扬按照自己的记忆，将碳纤维预制体置于cvi炉之中，随后将炉内温度设定在2100度，将天然气和载气通入到气体发生器之中。

等待了一小会的时间，张星扬将混合气体通入到cvi炉之中。现在就是决定碳碳复合材料的关键时机，能不能制备出符合张星扬要求的复合材料就在这个时候了。

张星扬看了一眼混合气体发生器上面的气压表，混合气体流入的速度和张星扬记忆之中没有差距。

接下来碳纤维基层还需要在这个cvi炉子之中待上13个小时的时间。