摘要：以不同纤维体积含量和排布的炭纤维预制体,通过气相、液相相结合的致密方法制备高密度炭基复合材料,对材料进行2000℃至2500℃的热处理和表面涂层处理,测试了材料的开孔孔隙率和肖氏硬度.结果表明,提高纤维体积含量、引入高硬度基体组分、降低热处理温度以及表面涂层处理均有利于提高材料硬度.影响硬度最显著的因素是热处理温度,从2500℃降低至2000℃,炭基复合材料肖氏硬度由70提高到91,提高43％,硬度的离散系数变大;改变纤维含量和排布,可使肖氏硬度由52提高至68,提高30％,且离散系数变小;基体炭织构影响硬度,各向同性树脂碳硬度大于光滑层热解碳大于粗糙层热解碳;适当添加SiC硬质基体,有助于提高材料硬度.材料石墨化度、压缩强度、模量与硬度具有一定的相关性.炭基复合材料硬度的变化归根结底是原子键合方式、长程排列周期性以及材料致密度(孔隙率)的影响,石墨微晶完善度高,容易出现晶体层面的滑移,硬度相对略低,且离散系数变大.
