碳／碳复合材料磨损表面碳结构的激光喇曼光谱分析

采用显微激光喇曼光谱及X射线衍射考察了基体分别为沥青浸渍碳/少量气相沉积热解碳和全部气相沉积热解碳的航空刹车用碳/碳复合材料磨损表面碳结构的变化特征,并分析了引起这些变化的原因.结果表明,经过10次模拟飞机正常着陆刹车试验后,相对于石墨化程度各异的磨损次表层炭纤维及基体碳,磨损表面各处的石墨化程度及石墨微晶在a轴方向的尺寸La趋于均匀.换言之,就复合材料磨损表面拉曼图谱上位于波数1338.94cm-1的谱峰与1585.22cm-1处的谱峰的积分强度比值R的倒数1/R而言,低石墨化程度组元的1/R值显著升高,而高石墨化程度组元的1/R值有所降低.磨损表面高石墨化程度组元中的石墨微晶通过转动使其c轴沿磨损表面法线方向择优取向,在机械力作用下,石墨片层脱离、碎断,均匀分布于磨损表面上.因此,在模拟飞机刹车过程中,不同结构和密度的C/C复合材料磨损表面形成石墨化程度相近的碳结构,这是导致复合材料摩擦系数对结构和密度不敏感的重要原因