优化碳/碳复合材料表面处理：喷砂预处理工艺的效果与选择

喷砂预处理工艺对碳/碳复合材料表面微观形貌的影响是一个重要的研究课题，由曹宁、李木森、陈华英和薛成骞四位学者在山东大学材料科学与工程学院进行探讨。碳/碳复合材料因其稳定的化学性质、高强度和优良的导热性等特性，在航空航天、汽车工业、电子设备等多个领域表现出色。然而，为了提升其高温抗氧化性和生物活性，等离子体喷涂技术被广泛应用，通过在材料表面涂覆如二氧化锆、碳化硅等涂层。 等离子体喷涂过程中，熔融的粉末形成高速等离子体焰流，与基体接触时迅速冷却形成涂层。涂层与基体的结合强度依赖于基体表面粗糙度、孔隙率和微观结构。因此，对C/C复合材料进行喷砂预处理是普遍采用的表面改性策略，旨在增加结合面积，分散应力并防止涂层裂纹扩展，从而优化涂层与基体的粘附性能。 本文特别关注碳/碳复合材料中碳纤维增强体与沉积碳之间的性能差异，选择了不同粒度的碳化硅砂（5～11μm）作为喷砂介质，并测试了四种不同的工艺参数，包括载气压力（0.2MPa）。作者们发现，通过这些精心设计的预处理工艺，能够在保持C/C复合材料表面结构完整性的前提下，显著提升其粗糙度，从而创造出更适于等离子体喷涂的表面结构，这对于提高涂层与基体的结合强度至关重要。 这项研究不仅提供了实际操作中的工艺优化方案，也为后续在C/C复合材料表面处理领域的进一步研究奠定了基础。通过对比分析和实验证明，喷砂预处理是一种有效且可控的方法，能够显著改善C/C复合材料与等离子体涂层之间的界面性能，对于提升这类高性能材料的整体应用性能具有重要意义。