[发明专利]由碳纤维增强的碳制备模制体的方法

权利要求书

1.由用碳纤维束增强的碳基质制备模制体的方法，包括下列步骤：

-制备或提供由通过形状稳定地固化的可碳化粘结剂结合在一起的平行定向的碳纤维形成的纤维束，其中通过如下步骤制备所述纤维束：将至少一个包括大量平行的碳纤维长丝的长丝股用可碳化的粘结剂浸渍，使得获得预浸渍体，将至少一个浸渍长丝股或多个平行布置的浸渍长丝股压制成由平行取向的长丝形成的具有确定厚度的单向铺置片，其中粘结剂通过热处理固化，使得获得确定厚度的形状稳定的铺置片，将任选地折分成单个带的单向铺置片切割为具有确定宽度和长度的纤维束，其中该纤维束具有针对性调整的确定的长度、宽度和厚度，

-通过将纤维束、可碳化的基质形成剂和任选的助剂混合制备模塑材料，

-通过将模塑材料在接近最终轮廓的压制模具中在升高的温度下压制，同时固化可碳化的基质形成剂，接着脱模，制备接近最终轮廓的坯料型体，

-将坯料型体碳化成碳化的模制体，

-将碳化的模制体进行机械后处理。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在制备或提供纤维束的步骤中的粘结剂是碳化的，并且纤维束在制备模塑材料之前在机械产生的流化床中用可碳化的基质形成剂进一步浸渍。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，进一步包括如下步骤：通过将碳基质借助于化学气相渗入法沉积而压实碳化的模制体。

4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，纤维束的厚度调整为0.15-0.4mm，纤维束的长度调整为6-15mm和纤维束的宽度调整为0.5-3.5mm。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于，纤维束的宽度为1mm。

6.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，可碳化的基质形成剂是一种酚醛树脂。

7.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，模塑材料中纤维束的质量基含量为70-80％。

8.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，模塑材料含有最大10％的质量基含量的助剂。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于，含有下列助剂：摩擦助剂。

10.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，模塑材料通过填充栅格填充到压制模具中，使得纤维束呈现被填充栅格预定的定向。

11.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，坯料型体的制备借助于接近最终轮廓设计的压制模具在1.5-5N/mm²的压力和120-200℃的温度下在热挤压机中进行。

12.根据权利要求3的方法，其特征在于，碳化的模制体在化学气相渗入之前用可碳化的基质形成剂进一步浸渍，然后再碳化。

13.根据权利要求12的方法，其特征在于，用于碳化的模制体进一步浸渍的碳化基质形成剂是一种树脂或沥青。

14.根据权利要求3的方法，其特征在于，在化学气相渗入时使用甲烷作为碳供体。

15.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，模制体是刹车片。

16.根据权利要求15的方法，其特征在于，模塑材料通过含有多个同心环的填充栅格填充到压制模具中，使得纤维束呈现切向定向。

17.根据权利要求3的方法制备的由用碳纤维束增强的碳形成的模制体，其碳基质包括可碳化的基质形成剂的热解残余物和借助于化学气相渗入法沉积的碳，其特征在于，碳纤维存在于具有针对性调整的确定尺寸的纤维束中，其中纤维束厚度调整为0.15-0.4mm，纤维束长度调整为6-15mm和纤维束宽度调整为0.5-3.5mm，并且纤维束中的碳纤维平行定向。

18.根据权利要求书17的模制体，其特征在于，纤维束的宽度为1mm。

19.根据权利要求书17或18的模制体，其特征在于，模制体中纤维束的取向是随机的。

20.根据权利要求书17或18的模制体，其特征在于，模制体中的纤维束相应于模制体的负载方向而定向。

21.根据权利要求书17或18的模制体，其特征在于，模制体是纤维束在其中切向布置的刹车片。