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1　导论 1

1.1　碳的晶体结构 1

1.1.1　碳的化学键及晶体结构（金刚石、石墨） 1

1.1.2　多晶碳的晶体结构 3

1.1.3　炭材料的石墨化 3

1.2　炭／炭复合制动材料的制造 5

1.2.1　炭纤维坯体制备 5

1.2.2　增密工艺技术 7

1.3　炭／炭复合制动材料的结构 11

1.4　炭／炭复合制动材料的性能 13

1.4.1　炭／炭复合制动材料的物理性能 13

1.4.2　炭／炭复合制动材料的力学性能 15

1.4.3　炭／炭复合制动材料的摩擦磨损性能 17

1.4.4　炭／炭复合制动材料的优点 20

1.5　炭／炭复合制动材料的应用 21

2　炭／炭复合制动材料制备技术 28

2.1　基体炭前驱体及其热解过程 28

2.1.1　树脂 28

2.1.2　沥青 30

2.1.3　碳氢气体 35

2.2　准三维针刺毡的制备 36

2.3　CVI过程气体传质模型与数值计算 38

2.3.1　炭布叠层的物理模型 38

2.3.2　纤维束叠层的物理模型 39

2.3.3　针刺整体毡的物理模型 40

2.3.4　炭布叠层的数学模型 42

2.3.5　纤维束叠层的数学模型 45

2.3.6　针刺整体毡的数学模型 46

2.3.7　炭布叠层和纤维束叠层孔隙结构对CVI过程的影响 48

2.3.8　准三维针刺毡孔隙结构对CVI过程的影响 54

2.4　微压差热梯度化学气相渗透技术 56

2.4.1　CVI过程特征 56

2.4.2　微压差热梯度化学气相渗透技术 57

2.4.3　温度与温度梯度对材料致密化的影响 60

2.4.4　气氛压力对材料致密化的影响 71

2.4.5　炭源气浓度或分压对材料致密化的影响 78

2.4.6　载气对材料致密化的影响 79

2.4.7　温度与压力对热解炭结构的影响 85

2.4.8　温度梯度对热解炭结构的影响 88

2.4.9　载气对热解炭结构的影响 91

2.4.10　坯体结构的影响 94

2.4.11　热解炭形成机制 96

2.5　液相浸渍—炭化 102

2.5.1　浸渍剂的选择 103

2.5.2　呋喃树脂的性能及炭化特性 113

2.5.3　煤沥青的性能及其炭化特性 120

2.5.4　树脂浸渍—炭化增密工艺 133

2.5.5　沥青浸渍—炭化增密工艺 135

3　炭／炭复合材料的结构与热物理性能 156

3.1　热解炭微观结构的表征 157

3.1.1　热解炭的偏振光分析 157

3.1.2　热解炭的透射电子显微分析 170

3.1.3　热解炭的偏振光相移技术表征 180

3.2　炭／炭复合材料的石墨化 189

3.2.1　石墨化过程 190

3.2.2　石墨化度的XRD测量 193

3.2.3　石墨化度的喇曼光谱测量 204

3.3　炭／炭复合材料的热物理性能 210

3.3.1　炭／炭复合材料的导热性能 210

3.3.2　炭／炭复合材料的热膨胀性能 227

4　炭／炭复合制动材料的力学性能 243

4.1　三点弯曲性能 243

4.1.1　三点弯曲性能 243

4.1.2　弯曲断裂机制 247

4.2　层间剪切性能 252

4.2.1　层间剪切性能（ILSS） 252

4.2.2　层间剪切断裂机制 257

4.3　纵向、横向压缩性能 263

4.3.1　纵向、横向压缩性能 263

4.3.2　载荷-位移曲线 267

4.3.3　压缩破坏机制 269

4.4　炭／炭复合材料力学性能的影响因素 281

4.4.1　力学性能 281

4.4.2　断裂机制 285

4.5　炭／炭复合材料热解炭微观结构对力学性能的影响 288

4.5.1　密度对力学性能的影响 292

4.5.2　热解炭微观结构对力学性能的影响 295

5　炭／炭复合材料的失效机制与防护技术 308

5.1　炭／炭复合材料结构特征对氧化性能的影响 308

5.1.1　炭纤维物理性能对炭／炭复合材料氧化性能的影响 308

5.1.2　孔结构和比表面积对炭／炭复合材料氧化性能的影响 314

5.1.3　热解炭微观结构对炭／炭复合材料氧化性能的影响 326

5.2　炭／炭复合材料氧化机制 333

5.2.1　炭材料的氧化行为 333

5.2.2　炭材料氧化的微观机制 334

5.3　炭／炭复合材料抗氧化技术 335

6　炭／炭复合制动材料的摩擦磨损性能 349

6.1 三种热解基质炭材料的基本制动摩擦磨损性能 349

6.2　三种纤维含量炭／炭复合材料的制动摩擦磨损性能 351

6.3　不同刹车条件下的摩擦磨损性能 357

6.3.1　不同刹车速度（刹车能量）条件下的摩擦磨损性能 357

6.3.2　不同刹车压力下的摩擦磨损性能 366

6.4　不同基体炭材料在制动过程中的温度场变化 369

6.5　摩擦面与磨屑研究及摩擦磨损机制分析 377

6.5.1　三种热解基质炭试样的SEM对比观察 377

6.5.2　刹车速度对摩擦膜形成的影响 382

6.5.3　刹车压力对摩擦膜形成的影响 386

6.6　炭／炭复合材料的摩擦磨损机制分析 390