碳/碳复合材料因密度低、比强度高、摩擦磨损性能好以及出色的高温力学性能,主要被人们用作航空航天高温结构材料。近年来,由于其具有与人骨接近的弹性模量和良好的生物相容性等特点也被用来制作人工关节等生物硬组织替代材料。本文采用树脂液相浸渍法在不同的工艺条件下制备出用于人工指关节的碳/碳复合材料,通过实验研究了碳/碳复合材料的致密化规律,并测试了材料的抗弯强度、抗压强度、弹性模量等主要力学性能指标和摩擦磨损性能。实验发现,自制的碳/碳复合材料样品的主要力学性能指标能够接近一些国外刹车盘碳/碳材料样品。实验结果表明,随着碳/碳复合材料致密化循环次数的增加,材料的密度逐渐增大,气孔率和致密化效率逐渐降低。同时,针刺预制体由于内部存在更多的浸渍扩散通道,因而比三维细编结构的预制体具有更高的致密化效率,但是最终制品的密度并不高。通过材料的弯曲实验和压缩实验我们可知碳/碳复合材料具有比一般金属材料低得多的弹性模量,1200°C下碳化的试样比800°C和1000°C碳化的试样的弯曲强度更高。碳/碳复合材料的断裂呈现出假塑性和脆性两种不同的断裂方式,材料究竟以何种方式断裂则取决于碳纤维与基体之间的结合状况。材料的摩擦磨损实验表明碳/碳复合材料具有优异的摩擦磨损性能,对于针刺结构的碳/碳材料,制备时的工艺参数对材料的摩擦磨损性能也有一定程度的影响,比如随着碳化温度的升高,试样的磨损体积逐渐增大,质量磨损率却逐渐减小。同时还发现,三维细编结构的碳/碳试样比针刺的试样具有更低的磨损体积、质量磨损率和摩擦系数,表现出了更好的摩擦磨损性能。