C/C复合材料具有高比强度、高比模量、摩擦学性能好、低密度、低膨胀系数、导热性好等诸多优良特性,可广泛应用于航空航天、武器装备、核能等领域,具有广泛的应用前景。但是传统的CVI工艺制备C/C复合材料存在着工艺周期长、成本高、表面易“结壳”等突出问题,严重制约着C/C复合材料的发展。温度梯度CVI(Temperature gradient chemical vapor infiltration,TG-CVI)工艺是在传统的CVI工艺中衍生出的一种高效致密化工艺,可以有效地抑制表面结壳,降低制备成本。本文在TG-CVI工艺基础上,采用定向气流与温度梯度相结合的办法,即定向气流TG-CVI法,研究了温度与压力对盘状复合材料致密化速率、孔隙率及孔隙体积、热解碳晶化程度以及复合材料的微观结构及力学性能等问题。发现:(1)随着沉积温度的升高,C/C复合材料的平均致密化速率呈现增加的趋势。沉积室压力增加,C/C复合材料的平均致密化速率反而降低。(2)在沉积室内压力分别为0KPa、10KPa,沉积温度为980℃、1080℃时,C/C复合材料密度沿半径增大方向上均呈现出降低的趋势,孔隙率变化与之相反。说明在此温度下可以实现顺序沉积。沉积温度为1180℃时,C/C复合材料密度与孔隙率沿半径增大方向上波动较大,无明显变化规律。(3)在沉积室内压力相同条件下,随着沉积温度升高,C/C复合材料的开孔体积逐渐减小,但在1180℃下会产生部分孔径较大的封闭孔;在沉积温度相同条件下,随着沉积室内压力升高,C/C复合材料开孔孔体积逐渐减小。(4)在沉积室内压力相同条件下,随着沉积温度升高,C/C复合材料的衍射峰强度增大,热解碳的晶化程度越高,由无定形态逐渐向石墨晶体结构转变,说明采用定向气流TG-CVI法制备的C/C复合材料的基体碳更容易石墨化。(5)对不同沉积温度下的C/C复合材料进行微观形貌观察,发现在980℃下沉积的热解碳胞粒相对于1080℃下沉积的热解碳胞粒较大,并且所对应的热解层较厚;在1180℃下沉积的热解碳胞粒最小,但热解碳与纤维之间明显有孔隙。(6)沉积温度不同生成的热解碳结构有所不同。沉积温度1080℃时,沉积的热解碳全部为粗糙层结构(RL);沉积温度980℃时,热解碳的结构沿半径增大方向上约有8mm厚的粗糙层热解碳(RL),其余部分为光滑层结构(SL);沉积温度为1180℃时,热解碳的结构沿半径增大的方向上由各向同性层(ISO)向粗糙层(RL)结构过渡。(7)对不同沉积温度下制备的C/C复合材料进行三点弯曲力学性能的测试发现,在沉积温度为1080℃时制备的C/C复合材料的弯曲强度均高于沉积温度为980℃与1180℃时制备的C/C复合材料。