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       通過在碳纖維表面分層生長垂直排列的碳納米管(CNTs)，如圖12所示，堆垛以形成三維預(yù)制體結(jié)構(gòu)，然后經(jīng)聚合物浸漬裂解工藝制備得到硅碳棒陶瓷基復(fù)合材料，其厚度熱導(dǎo)率從7.94 w/(m.g)提高到16.80 w/(m.g)。首先采用化學(xué)氣相滲透工藝制備二維碳纖維增強(qiáng)硅碳棒復(fù)合材料，厚度方向通過激光打孔定向引入高導(dǎo)熱碳納米管以構(gòu)建三維連續(xù)導(dǎo)熱通路，如圖13所示，最后經(jīng)化學(xué)氣相滲透增密后得到三維高導(dǎo)熱硅碳棒陶瓷基復(fù)合材料。改進(jìn)后的復(fù)合材料的厚度熱導(dǎo)率達(dá)到150.42 W/(m.K)，約為改進(jìn)前的25倍。為了提高化學(xué)氣相滲透工藝制備碳纖維增強(qiáng)硅碳棒陶瓷基復(fù)合材料的厚度熱導(dǎo)率，利用激光加工微孔技術(shù)，使中間相瀝青基碳纖維束沿厚度方向均勻排列以構(gòu)建連續(xù)的導(dǎo)熱通路。結(jié)果表明，經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)合材料熱導(dǎo)率約為初始結(jié)構(gòu)的340%。利用高導(dǎo)熱中間相瀝青基碳纖維(TYC-1, Toyi Carbon, 800 W/(m.K))面內(nèi)方向沿00和90。正交編制，利用高模量聚丙烯睛基碳纖維(Toray,M40J)沿厚度方向針刺，搭建三維連續(xù)導(dǎo)熱通路，如圖3所示，制備得到的硅碳棒陶瓷基復(fù)合材料面內(nèi)熱導(dǎo)率達(dá)221.1W/(m.K)，但厚度方向纖維難以形成有效的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，使復(fù)合材料的厚度熱導(dǎo)率小于20 W/(m.K)。將熱導(dǎo)率為600 W/(m.K)的中間相瀝青基碳纖維沿00和900正交鋪排后，厚度方向采用激光鉆孔以垂直排布高導(dǎo)熱纖維束，如圖5所示，制備得到面內(nèi)熱導(dǎo)率為142.49 W/(m.K)，厚度熱導(dǎo)率為43.49 W/(m.K)的高導(dǎo)熱碳化硅陶瓷基復(fù)合材料。利用兩種高導(dǎo)熱瀝青基碳纖維(P55,熱導(dǎo)率約為120W/(m.K);K-1100，熱導(dǎo)率約為1000 W/(m.K))設(shè)計(jì)出一種三維混雜纖維預(yù)制體[f661(3D-hybrid fiber preforms)，而后經(jīng)化學(xué)氣相沉積硅碳棒基體增密，得到熱導(dǎo)率為214 W/(m.K)的高導(dǎo)熱混雜纖維增強(qiáng)硅碳棒陶瓷基復(fù)合材料(Hybrid3D-C/C-SiC)，為纖維預(yù)制體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高陶瓷基復(fù)合材料熱導(dǎo)率提供了一種新思路。zsrider.com