碳/碳复合材料是指以碳纤维及其织物增强的碳基体复合材料。作为增强体的碳纤维可用多种形式和种类，既可以用短切纤维，也可以用连续长纤维及编织物。碳基体可以是通过化学气相沉积制备的热解碳，也可以是高分子材料热解形成的固体碳。碳/碳复合材料具有低密度(<2.0g/cm3)、高强度、高比模量、高导热性、低膨胀系数、摩擦性能好，以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点，是如今在1650℃以上应用的少数备选材料，最高理论温度更高达2600℃，因此被认为是最有发展前途的高温材料之一。

碳/碳复合材料

碳/碳复合材料的制备工艺主要有化学气相法和液相浸渍法。前者是以有机低分子气体为前驱体，后者是以沥青等热塑性树脂或酚醛树脂等热固性树脂为基体前驱体，这些原料在高温下发生一系列复杂化学变化而转化为基体碳。其中，化学气相法是直接在坯体孔内沉积碳，产品的物理机械陛能比较好，但生产周期较长。液相浸渍法是将碳纤维制成的预成型体浸入液态的浸渍剂中，通过固化、碳化、石墨化等一系列过程的循环，最终得到碳/碳复合材料。其中，浸渍剂的组成和结构十分重要，不仅影响致密化效率，也影响制品的机械性能和物理性能。浸渍剂的高黏度和低碳化收率是造成碳/碳复合材料制备成本较高的重要原因之一。为了得到更好的致密化效果，通常采用两种方法相结合，制备具有理想密度的碳/碳复合材料。

化学气相沉积炉

碳/碳复合材料作为优异的热结构和功能一体化工程材料，自1958年诞生以来，在军工方面得到了长足的发展，其中最重要的用途是用于制造导弹的弹头部件。由于其耐高温、摩擦性好，目前已广泛用于固体火箭发动机喷管、航天飞机结构部件、飞机及赛车的刹车装置、热元件和机械紧固件、热交换器、航空发动机的热端部件等。其中，目前，固体火箭发动机喷管和刹车盘是碳/碳复合材料的两大主要应用领域。

火箭发动机喷管

在固体火箭发动机喷管上的应用，碳/碳复合材料自20世纪70年代首次作为固体火箭发动机(SRM)喉衬飞行成功以来，极大地推动了SRM喷管材料的发展。采用碳/碳复合材料的喉衬、扩张段、延伸出口锥，具有极低的烧蚀率和良好的烧蚀轮廓，可大大提高SRM的比冲，喷管效率可提高l％～3％。在刹车领域，碳/碳复合材料刹车盘的实验性研究于1973年第一次用于飞机刹车。目前，一半以上的碳/碳复合材料用作飞机刹车装置。碳/碳复合材料制作的飞机刹车盘重量轻、耐温高、比热容比钢高2.5倍；同金属刹车材料相比，可节省40％的结构重量，使用寿命可提升5～7倍，刹车力矩平稳，刹车时噪声小。因此，碳刹车盘的问世被认为是刹车材料发展史上的一次重大的技术进步。

碳/碳复合材料自20世纪60年代发明以来，就受到军事、航空航天、核能以及许多民用工业领域的极大关注。然而，由于碳/碳复合材料制造工艺复杂、技术难度大，原材料价格昂贵，产品成本长期居高不下，其用途仍然限制在一些工作条件苛刻的部位，以及其它材料不能替代的航空航天和军事领域。目前在碳/碳复合材料研究领域，最需要解决的问题是：研究高效、低成本、快速制备工艺方法；研究能在1800℃以上长期使用的抗氧化涂层；研究高性能耐烧蚀碳/碳复合材料并应用于固体火箭喉衬材料；改进碳/碳复合材料的摩擦磨损性能，使之更加满足于刹车材料的应用。
（文章来源于：新材料导读）