Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần phối liệu đến cấu trúc và tính chất của phôi ban đầu vật liệu compozit cacbon - Cacbon - Vũ Minh Thành

Hóa học & Môi trường V. M. Thành, , C. T. Dũng, “Nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu compozit cacbon-cacbon.” 100 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN PHỐI LIỆU ĐẾN CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA PHÔI BAN ĐẦU VẬT LIỆU COMPOZIT CACBON - CACBON Vũ Minh Thành1*, Phạm Tuấn Anh1,2, Đào Hồng Bách2, Trần Thị Thu Trang3, Vũ Thu Thuỷ3, Lê Văn Thụ4, Công Tiến Dũng5 Tóm tắt: Phôi ban đầu vật liệu compozit cacbon-cacbon trên cơ sở vải cacbon, bột nano graphit, nhựa phenolfomandehit dạng novolac được chế tạo bằng phương pháp ép thủy lực có gia nhiệt. Tính chất nhiệt của nhựa nền phenolfomandehit được khảo sát bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng; Tỷ trọng biểu kiến, độ xốp của vật liệu được xác định bằng phương pháp cân thủy tĩnh; Cấu trúc của vật liệu được khảo sát bằng phương pháp chụp ảnh SEM. Kết quả cho thấy, mẫu vật liệu với hàm lượng nhựa nền 25 % có cấu trúc đồng đều, nhựa nền và cốt vải cacbon liên kết chặt chẽ với nhau; Tỷ trọng của mẫu đạt 1,737 g/cm3. Sau khi phân hủy nhiệt mẫu vật liệu với hàm lượng nhựa nền 25 % vẫn giữ nguyên được cấu trúc, không xuất hiện hiện tượng tách lớp giữa các lớp vải; tỷ trọng đạt 1,654 g/cm3, độ xốp kín thấp (13,318 %) và độ xốp hở cao (13,658 %). Từ khóa: Compozit cacbon-cacbon; Vải cacbon; Bột nano graphit; Nhựa phenolfomandehit. 1. MỞ ĐẦU Sự phát triển của các ngành công nghệ cao, đặc biệt là các ngành hàng không vũ trụ, chế tạo tên lửa, năng lượng nguyên tử luôn đi liền với sự phát triển của công nghệ vật liệu và sự ra đời của các vật liệu mới với những tính chất cơ, lý, hóa đặc biệt. Với khả năng đáp ứng được nhiều đòi hỏi khắt khe về điều kiện làm việc của một số kết cấu như phải chịu được sự thay đổi nhiệt độ đột ngột (có thể đến 1000 K/cm), hay độ bền cơ học cao (độ bền kéo của chúng có thể đạt từ 100 đến 1000 MPa), vật liệu compozit cacbon-cacbon đã trở thành vật liệu chiến lược hàng đầu. Mặc dù việc ứng dụng vật liệu compozit cacbon-cacbon cũng chỉ mới bắt đầu trong vòng vài chục năm gần đây nhưng chúng không những đã phục vụ đắc lực cho công nghệ hàng không, tên lửa, vũ trụ, mà còn mở ra những triển vọng to lớn ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác. Vật liệu compozit cacbon-cacbon giữ một vị trí then chốt trong cuộc cách mạng về vật liệu mới. Hiện nay, có ba phương pháp chính chế tạo vật liệu compozit cacbon-cacbon từ phôi cốt sợi: phương pháp lắng đọng cacbon từ thể khí vào phôi cốt sợi (CVI) (phương pháp pha khí); phương pháp tẩm nhựa (nhựa nhiệt rắn hoặc hắc ín) lên phôi cốt sợi, sau đó, cacbon hóa và graphit hóa (phương pháp pha lỏng); kết hợp giữa tẩm nhựa và cacbon hóa với lắng đọng cacbon từ thể khí (phương pháp kết hợp). Việc lựa chọn phương pháp nào phụ thuộc vào yêu cầu về tính chất của vật liệu cần đạt (tỷ trọng, cơ lý tính), kích thước, hình dáng của sản phẩm, từ đó lựa chọn tiền chất thích hợp để chế tạo nền cacbon. Phương pháp CVI thích hợp với những mẫu có tiết diện mỏng, còn đối với những mẫu có tiết diện dày lại thích hợp sử dụng phương pháp tẩm nhựa từ pha lỏng (nhựa nhiệt rắn hoặc hắc ín). Trong công nghệ chế tạo vật liệu compozit cacbon-cacbon, việc chế tạo phôi ban đầu đóng vai trò rất quan trọng, nó ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu thành phẩm, cũng như ảnh hưởng đến việc lựa chọn các phương pháp công nghệ tiếp theo. Bài báo tiến hành khảo sát ảnh hưởng của thành phần phối liệu (cụ thể là hàm lượng nhựa nền) đến cấu trúc và tính chất của phôi ban đầu vật liệu compozit cacbon-cacbon trên cơ sở vải cacbon, bột nano graphit và nhựa phenolfomandehit (PF) dạng novolac. Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CBES2, 04 - 2018 101 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Nguyên vật liệu Vải cacbon mác Culon-500 (CF). Bột nano graphit (G), kích thước hạt, hàm lượng cacbon > 99 %, khối lượng riêng 2,08 g/cm3 (Pháp). Nhựa phenolfomaldehit dạng novolac (tổng hợp tại Viện Hóa học - Vật liệu từ phenol (C6H5OH), loại PA (Xilong, Trung Quốc) và fomaldehit (CH2O), loại PA (Xilong, Trung Quốc)). Etanol (C2H5OH), độ tinh khiết > 99,7 % (Xilong, Trung Quốc). Hexametylen tetramin (C6H12N4), độ tinh khiết > 99 % (Xilong, Trung Quốc). 2.2. Chế tạo phôi ban đầu vật liệu compozit cacbon-cacbon Tiến hành chế tạo phôi ban đầu vật liệu compozit cacbon-cacbon trên cơ sở vải cacbon, bột nano graphit và nhựa PF dạng novolac với hàm lượng vải cacbon cố định là 40 %, hàm lượng nhựa PF thay đổi lần lượt là 15; 20; 25; 30; 35 % (khi đó, hàm lượng bột nano graphit tương ứng lần lượt là 45; 40; 35; 30; 25 %). Các mẫu được ký hiệu tương ứng lần lượt là M15, M20, M25, M30 và M35. Hình 1. Khuôn ép chế tạo phôi ban đầu compozit cacbon-cacbon. Hình 2. Phôi ban đầu compozit cacbon- cacbon sau khi chế tạo. Các bước tiến hành chế tạo phôi ban đầu vật liệu compozit cacbon-cacbon như sau: Tẩm vải cacbon bằng hỗn hợp bột nano graphit và nhựa PF. Ép phôi vật liệu bằng máy ép thủy lực có gia nhiệt ở 160oC, thời gian giữ đẳng nhiệt 2 giờ. 2.3. Các phương pháp và kỹ thuật sử dụng Nhựa PF sau khi tổng hợp được tiến hành khảo sát tính chất nhiệt cũng như khả năng cốc hóa bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng trên thiết bị phân tích nhiệt lượng vi sai NETZSCH STA 409 PC/PG, Đức, đặt tại Viện Hóa học - Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự. Các mẫu phôi ban đầu vật liệu compozit cabcon-cacbon sau chế tạo được cắt thành các mẫu nhỏ trên máy cắt mẫu compozit Struers (tốc độ cắt tối đa 400 vòng/phút, Đan Mạch, đặt tại Viện Hóa học - Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự). Cấu trúc của các mẫu phôi ban đầu vật liệu compozit cacbon-cacbon được xác định bằng phương pháp chụp ảnh SEM trên thiết bị kính hiển vi điện tử quét (SEM-EDX) JEOL 6610 LA, Nhật Bản, đặt tại Viện Hóa học - Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự. Tỷ trọng biểu kiến, độ xốp của các mẫu được xác định bằng phương pháp cân thuỷ tĩnh trên thiết bị cân điện tử Ohaus PA214, độ chính xác 10-4 g, Mỹ, đặt tại Viện Hóa học - Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự. Phương pháp dựa trên nguyên lý một vật thể rắn ngập trong chất lỏng chịu lực đẩy Acsimet bằng trọng lượng của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Hóa học & Môi trường V. M. Thành, , C. T. Dũng, “Nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu compozit cacbon-cacbon.” 102 Các thông số xác định bằng phương pháp cân thủy tĩnh bao gồm: - Tỷ trọng biểu kiến: )g/cm(. GG G 3 OH TTam 0 bk 2    (1) - Độ xốp hở: [%]100. GG GG TTam 0am ho    (2) - Độ xốp tổng: [%]100.100 graphit bk tong    (3) - Độ xốp kín: [%]hotongkin  (4) Trong đó: G0: Khối lượng mẫu khô cân trong không khí, [g]; Gam: Khối lượng mẫu ẩm (ngâm thấm bão hòa nước cất) cân trong không khí, [g]; GTT: Khối lượng mẫu cân trong nước cất, [g]; bk: Tỷ trọng biểu kiến của mẫu, [g/cm 3]; 2H O  : Tỷ trọng của nước cất (1,0), [g/cm3]; graphit: Tỷ trọng lý tưởng của graphit (2,265), [g/cm 3]. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Khảo sát tính chất của nhựa phenolfomandehit Nhựa PF sau khi đã sấy ở 80ºC trong 2 giờ để loại bỏ hết dung môi được tiến hành khảo sát tính chất nhiệt cũng như khả năng cốc hóa bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng. Kết quả phân tích nhiệt của mẫu nhựa đến 1200ºC, tốc độ nâng nhiệt 20ºC/phút trong môi trường khí nitơ được trình bày tại hình 3. Hình 3. Giản đồ phân tích nhiệt mẫu nhựa PF trong môi trường khí N2 với tốc độ nâng nhiệt 20 ºC/phút, đến 1200 ºC. Kết quả hình 3 cho thấy, quá trình giảm khối lượng của hỗn hợp nhựa từ nhiệt độ phòng đến 1200ºC chia thành các giai đoạn rõ rệt. Giai đoạn 25÷180ºC: khối lượng giảm 13,56%, với pic giảm khối lượng tại 107,2ºC. Giai đoạn này là giai đoạn của quá trình đóng rắn nhựa. Đối với phần lớn các nhựa tổng hợp, quá trình đóng rắn được thực hiện ở nhiệt độ 150÷200ºC, khi đó, khối lượng của mẫu sẽ thay đổi liên tục do sự bay hơi của các sản phẩm khí. Nhiệt độ kết thúc quá trình đóng rắn phụ thuộc vào tốc độ gia nhiệt và thời gian quá trình đẳng nhiệt. Thời gian đóng rắn sẽ Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CBES2, 04 - 2018 103 giảm khi tăng nhiệt độ. Quá trình đóng rắn và hình thành polyme dạng lưới thường kết thúc ở nhiệt độ 150÷180ºC. Giai đoạn 180÷375ºC chia thành 2 giai đoạn nhỏ: Giai đoạn 180÷275ºC: khối lượng giảm 3,24%, với pic giảm khối lượng tại 227,6ºC; Giai đoạn 275÷375ºC: Khối lượng giảm 3,78%, với pic giảm khối lượng tại 357,2ºC. Đây là giai đoạn trước kết tinh, xảy ra sự sắp xếp lại phân tử. Giai đoạn 375÷1200ºC: khối lượng giảm 33,15%, với pic giảm khối lượng tại 512,1ºC. Đây là giai đoạn chính của quá trình cacbon hóa. Qua giản đồ phân tích nhiệt cũng cho thấy, hàm lượng cốc hóa của nhựa PF rất cao, hoàn toàn thích hợp để lựa chọn dùng làm nhựa nền chế tạo phôi ban đầu vật liệu compozit cacbon-cacbon. Tại nhiệt độ 1200ºC hàm lượng cốc hóa lên đến 46,27%. 3.2. Khảo sát tỷ trọng và độ xốp của phôi ban đầu vật liệu compozit cacbon-cacbon Tiến hành xác định tỷ trọng và độ xốp của các nhóm mẫu sau chế tạo, kết quả được trình bày trong bảng 1 và hình 4. Bảng 1. Tỷ trọng và độ xốp của phôi vật liệu sau chế tạo. Ký hiệu mẫu Hàm lượng nhựa, % bk (g/cm 3) εtổng (%) εhở (%) εkín (%) M15 15 1,680 25,828 7,757 18,071 M20 20 1,701 24,901 3,990 20,911 M25 25 1,737 23,311 0,472 22,839 M30 30 1,719 24,106 0,175 23,931 M35 35 1,690 25,386 0,068 25,318 Hình 4. Ảnh hưởng của hàm lượng nhựa PF đến độ xốp của phôi ban đầu vật liệu compozit cacbon-cacbon. Kết quả cho thấy, khi thay đổi hàm lượng nhựa nền PF, tỷ trọng và độ xốp của phôi ban đầu vật liệu compozit cacbon-cacbon cũng thay đổi, tuy nhiên, sự thay đổi không đơn điệu. Đầu tiên khi tăng hàm lượng nhựa nền PF lên từ 15% lên 20% và 25%, tỷ trọng của vật liệu tăng (độ xốp tổng của vật liệu giảm). Tiếp tục tăng hàm lượng nhựa nền PF lên 30% và 35%, tỷ trọng của vật liệu lại có xu hướng giảm ngược lại. Với hàm lượng nhựa nền PF là 25%, tỷ trọng của vật liệu đạt giá trị lớn nhất 1,737g/cm3. Nguyên nhân là do với hàm lượng thấp, nhựa nền PF không đủ để thấm ướt hết toàn bộ cốt vải cacbon và bột graphit gia cường, giảm sự bám dính, liên kết giữa các lớp vải cacbon, dẫn đến độ xốp hở của vật liệu cao. Với hàm lượng nhựa nền PF là 15%, độ xốp hở của vật liệu cao nhất, đạt Hóa học & Môi trường V. M. Thành, , C. T. Dũng, “Nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu compozit cacbon-cacbon.” 104 7,757%; Khi tăng hàm lượng nhựa nền PF lên 20%, độ xốp hở của vật liệu giảm xuống còn 3,990%; Tiếp tục tăng hàm lượng nhựa nền PF lên 25%, độ xốp hở của vật liệu giảm xuống còn 0,472 %. Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng hàm lượng nhựa nền PF, độ xốp hở của vật liệu có giảm nhưng không đáng kể do giá trị đã đạt nhỏ nhất. Tỷ trọng của vật liệu có xu hướng giảm khi tiếp tục tăng hàm lượng nhựa nền là do khối lượng riêng của nhựa nền PF chỉ khoảng 1,2g/cm3, thấp hơn rất nhiều so với vải cacbon (khoảng 1,7g/cm3) và bột nano graphit (khoảng 2,08g/cm3). Lựa chọn ba mẫu vật liệu M20, M25, M30 (có tỷ trọng trên 1,7g/cm3) để tiến hành phân hủy nhiệt (cacbon hóa) đến nhiệt độ 950ºC trong môi trường khí Ar. Kết quả đo tỷ trọng và độ xốp của các mẫu sau phân hủy nhiệt được trình bày tại bảng 2. Bảng 2. Tỷ trọng và độ xốp của phôi vật liệu sau phân hủy nhiệt. Ký hiệu mẫu bk (g/cm 3) Độ giảm tỷ trọng, % εtổng (%) εhở (%) εkín (%) M20 1,606 5,585 29,095 11,271 17,824 M25 1,654 4,778 26,976 13,658 13,318 M30 1,575 8,377 30,464 9,545 20,919 Quá trình phân hủy nhiệt có thể được hiểu là quá trình làm giàu cacbon trong thành phần compozit. Trong quá trình này, các liên kết yếu trong phân tử hữu cơ sẽ bị đứt gãy, các nguyên tố không phải cacbon sẽ thoát ra ngoài dưới dạng sản phẩm khí. Đồng thời, hình thành liên kết cacbon-cacbon bền hơn. Sau quá trình phân hủy nhiệt, tỷ trọng của vật liệu sẽ giảm, độ xốp của vật liệu sẽ tăng. Vật liệu sau đó sẽ được tăng mật độ bằng phương pháp pha lỏng (tiếp tục tẩm nhựa hoặc hắc ín sau đó cacbon hóa) hoặc bằng phương pháp pha khí (thấm cacbon từ pha hơi) đến khi vật liệu đạt tỷ trọng yêu cầu. Hiệu quả của quá trình tăng mật độ phụ thuộc vào cấu trúc cũng như độ xốp của vật liệu. Nếu cấu trúc vật liệu chứa nhiều lỗ xốp kín, hiệu quả của quá trình tăng mật độ sẽ không cao. Kết quả đo tại bảng 2 cho thấy, mẫu M25 sau khi phân hủy nhiệt có tỷ trọng cao nhất, đạt 1,654g/cm3, với độ giảm tỷ trọng thấp nhất (4,778%). Mẫu M25 có độ xốp kín thấp (13,318%), độ xốp hở cao nhất (13,658%) nên hiệu quả của quá trình tăng mật độ ở các giai đoạn tiếp theo sẽ đạt hiệu quả cao nhất. 3.3. Khảo sát cấu trúc của phôi ban đầu vật liệu compozit cacbon - cacbon Với tính chất của mẫu M25 thu được ở trên, tiến hành chụp ảnh SEM bề mặt cắt ngang mẫu M25 sau khi ép tạo hình và sau phân hủy nhiệt để nghiên cứu về cấu trúc vật liệu. Hình 5 là ảnh SEM của mẫu M25 sau khi ép tạo hình, hình 6 là ảnh SEM của mẫu M25 sau phân hủy nhiệt. (a) (b) Hình 5. Ảnh SEM mẫu M25 sau khi ép tạo hình với độ phóng đại 500 lần (a), 2.000 lần (b). Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CBES2, 04 - 2018 105 Quan sát trên hình 5a mẫu vật liệu sau khi ép tạo hình cho thấy các lớp vải cacbon có sự liên kết chặt chẽ với nhau, không xuất hiện phân lớp giữa các lớp vải. Hình ảnh SEM mẫu vật liệu với độ phóng đại 2.000 lần (hình 5b) cho thấy, nhựa nền PF đã thấm sâu vào trong bó sợi cacbon, bao phủ đồng đều xung quanh các đơn sợi. Điều này cho thấy hiệu quả của quá trình thấm tẩm nhựa nền PF lên vải cũng như quá trình ép gia nhiệt tạo hình phôi ban đầu vật liệu. (a) (b) Hình 6. Ảnh SEM mẫu M25 sau phân hủy nhiệt độ phóng đại 500 lần (a), 2.000 lần (b). Kết quả ảnh SEM trên hình 6 cho thấy, sau khi phân hủy nhiệt mẫu vật liệu vẫn giữ nguyên được cấu trúc, không xuất hiện hiện tượng tách lớp giữa các lớp vải. Điều này cho thấy, nhựa nền PF sau khi cacbon hóa đã tạo được khung nền cacbon ổn định liên kết chặt chẽ cốt vải cacbon. Phôi vật liệu sau quá trình phân hủy nhiệt đáp ứng những yêu cầu về mặt cấu trúc để tiến hành các bước tăng mật độ tiếp theo. 4. KẾT LUẬN Đã khảo sát được tính chất nhiệt của nhựa nền PF dùng để chế tạo phôi ban đầu vật liệu compozit cacbon-cacbon. Kết quả cho thấy, nhiệt độ đóng rắn của nhựa nằm trong khoảng 150÷180ºC; hàm lượng cốc hóa của nhựa cao, đạt 46,27%. Đã khảo sát được ảnh hưởng của hàm lượng nhựa nền PF đến tỷ trọng và độ xốp của phôi ban đầu vật liệu compozit cacbon-cacbon. Kết quả cho thấy, với hàm lượng nhựa nền PF 25%, phôi vật liệu đạt tỷ trọng cao nhất (1,737g/cm3); Sau khi phân hủy vật liệu đạt tỷ trọng 1,654 g/cm3, độ xốp kín thấp (13,318%) và độ xốp hở cao (13,658%). Đã khảo sát cấu trúc của mẫu vật liệu với hàm lượng nhựa PF 25% sau khi ép tạo hình và sau quá trình phân hủy nhiệt. Kết quả cho thấy, các lớp vải cacbon có sự liên kết chặt chẽ với nhau, không xuất hiện phân lớp giữa các lớp vải, nhựa nền PF đã thấm sâu vào trong bó sợi cacbon, bao phủ đồng đều xung quanh các đơn sợi. Sau khi phân hủy nhiệt mẫu vật liệu vẫn giữ nguyên được cấu trúc, không xuất hiện hiện tượng tách lớp giữa các lớp vải, nhựa nền PF sau khi cacbon hóa đã tạo được khung nền cacbon ổn định liên kết chặt chẽ cốt vải cacbon. Lời cảm ơn: Nhóm tác giả cảm ơn sự tài trợ về kinh phí và cơ sở vật chất của Hợp phần Dự án KH & CN trọng điểm cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam mã số VAST.TĐ.QP.01/17-19. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Đặng Văn Đường, Nguyễn Vĩ Hoàn, Phan Văn Bá, Nguyễn Văn Khẩn, Nguyễn Văn Cầu, Hồ Thị Lộc, "Nghiên cứu quá trình lắng đọng cacbon từ pha khí vào vật liệu graphit", Tạp chí Nghiên cứu KHKT&CNCNQS, số 8 (2004). Hóa học & Môi trường V. M. Thành, , C. T. Dũng, “Nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu compozit cacbon-cacbon.” 106 [2]. Buckley JD, Edie DD, "Carbon-carbon materials and composites", Noyes Publications (1993), pp. 281. [3]. E. Fitzer, Lalit M. Manocha, "Carbon Reinforcements and Carbon/Carbon Composites", Springer Science & Business Media (2012), pp. 344. [4]. G. Savage, "Carbon-Carbon Composites", Springer Science & Business Media (2012), pp.389. [5]. Буланов И.М., Воробей В.В, "Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композитных материалов", Учебное пособие, Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана (1998), 516 с. [6]. Бушуев Ю. Г., Персин М. И., "Углерод-углеродные композиционные материалы", Справочник (1994). [7]. Vũ Minh Thành, Lê Kim Long, Nguyễn Đức Nghĩa, Phạm Tuấn Anh, Đoàn Tuấn Anh, Lê Văn Thụ, "Ảnh hưởng của điều kiện xử lý nhiệt tới tính chất bề mặt sợi Cacbon Culon-500 và khả năng bám dính với nhựa nền Compozit", Tạp chí Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ quân sự, Số 38 (2015), tr. 116-122. [8]. Phạm Tuấn Anh, Vũ Minh Thành, Đoàn Tuấn Anh, Lê Văn Thụ, Nguyễn Đức Nghĩa, Lê Kim Long, "Ảnh hưởng của quá trình thấm cacbon tới tính chất vật liệu cacbon- cacbon", Tạp chí Hóa học, 53(5e1) (2015), tr.182-188. ABSTRACT STUDY ON THE EFFECT OF MATERIAL COMPOSITION ON STRUCTURE AND PROPERTIES OF CARBON-CARBON COMPOSITE PREFORM Preform of carbon-carbon composite material based on carbon fabric, nano- graphite powder, novolac resin was fabricated heated hydraulic press method. The thermal properties of phenol formaldehyde based resin were investigated by thermogravimetric analysis; Density, porosity of material was determined by hydrostatic balance method; And the structure was determined by SEM images. The results showed that 25% resin sample had uniform structure, the resin and carbon fabric is tightly bonded together; Density of sample was 1.737 g/cm3. After thermal decomposition, the structure of 25% resin sample still remained, and the seperation of fabric layers were not occur, density 1.654 g/cm3, low closed-porosity (13.318%) and highly open-porosity (13.658%). Keywords: Carbon-carbon composite; Carbon fabric; Nano-graphite powder; Phenol formaldehyde resin. Nhận bài ngày 25 tháng 02 năm 2018 Hoàn thiện ngày 14 tháng 03 năm 2018 Chấp nhận đăng ngày 02 tháng 04 năm 2018 Địa chỉ: 1 Viện Hóa học - Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự; 2 Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Đại học Bách khoa Hà Nội; 3 Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên; 4 Cục trang cấp, Bộ Công an; 5 Đại học Mỏ - Địa chất. * Email: Vmthanh222@yahoo.com.