碳/碳复合材料具有低密度、高比强、高比模、耐高温、耐腐蚀、抗热震等一系列优异的性能,广泛应用于航空、航天和刹车盘等领域。在液相浸渍-碳化法制备碳/碳复合材料时,先驱体的物理化学性质和制备工艺参数均会对最终制品的性能产生显著的影响,系统的研究这些影响因素,对于液相浸渍-碳化法的工艺优化和制品性能的提高有着重要的指导意义。本文以2.5D针刺碳毡为增强体,酚醛树脂溶液为先驱体,采用液相浸渍-碳化法制备了碳/碳复合材料。通过全面分析酚醛树脂先驱体的物理化学特征,并研究不同树脂浓度对碳/碳复合材料致密化过程的影响,对液相浸渍-碳化法制备碳/碳复合材料的工艺进行了优化。并分析了最优工艺制备的不同密度碳/碳复合材料的力学性能,同时结合微观形貌分析,研究了致密度对碳/碳复合材料力学性能的影响以及断裂机制。具体的研究内容以及结果如下:1.研究了酚醛树脂先驱体的固化行为、失重行为、凝胶时间和流变性能。结果表明:(1)当升温速率为5℃/min时,该酚醛树脂在150℃时固化速率最快,800℃时的残碳率为59%;(2)温度在80℃及以下,酚醛树脂溶液的凝胶时间超过4个小时,而当温度超过160℃,凝胶时间仅有几分钟;(3)室温下酚醛树脂溶液粘度随着浓度的增大而增大。在40℃~90℃的温度范围内,酚醛树脂溶液粘度随着温度的增加而减小,粘性流动活化能E_η=63.07KJ/mol,树脂的粘度对温度比较敏感。在4个小时的时间内,60℃是合适的浸渍温度,树脂的粘度在较高的温度下对时间比较敏感。2.研究了不同树脂浓度对碳/碳复合材料致密化过程的影响。结果表明:随着浸渍固化碳化周期的增加,预制体的密度逐渐增大,增量逐渐减小。随着树脂浓度的增大,预制体的密度先减小后增大,浓度为75%的酚醛树脂溶液浸渍的预制体密度最大,其表面在光学显微镜下更加的致密,而在扫描电镜下该预制体的断面处纤维和基体结合较好,孔隙更小更少。3.以浓度为75%的酚醛树脂溶液为先驱体,制备了密度分别为1.1、1.2、1.3和1.4g/cm~3的碳/碳复合材料试样,对这些试样进行了拉伸、弯曲和压缩性能的分析。结果表明:(1)拉伸强度和弯曲强度随着材料密度的增大先增大后减小,密度为1.3g/cm~3的试样达到最大;(2)压缩强度随着材料密度的增大一直增大,密度为1.4g/cm~3的试样达到最大;(3)拉伸断裂均呈现出脆性断裂特征,低密度材料在弯曲断裂时更多的表现出塑性断裂特征,X-Y向压缩断裂均表现出脆性断裂特征,低密度材料在Z向压缩断裂时显示出塑性断裂特征。