[发明专利]一种全预氧丝预制体制备高性能炭基复合材料的方法

权利要求书

1.一种全预氧丝预制体制备高性能炭基复合材料的方法，其特征在于：该 方法具体步骤如下：

步骤一：将碳化后的预氧丝预制体放入快速定向渗积炉内，各盘预氧丝预制 体之间垫入等厚的石墨垫片；

步骤二：炉体抽真空至-0.1MPa，通入高纯氮气，气体从炉底通入，炉顶 流出，自由升温至1000℃，然后按100～200℃/h程序升温至1800℃；

步骤三：在氮气保护下自由降温到设定温度；设定温度为预氧丝预制体外围 温度达到1080℃～1130℃，预热装置中心温度达到1020℃～1080℃；

步骤四：停止通入氮气，快速定向渗积炉炉体抽真空至-0.1MPa，电加热 石墨套筒对炉体进行恒温控制；

步骤五：通入碳源气体和稀释气体，气体混合有一定的体积比，气体从炉底 通入，炉顶抽出，其流量根据装入炉内预制体总重量调整，炉内压力有要求； 所述选用的碳源气体为天然气和丙烷混合气，稀释气体为氢气；天然气和丙烷的 体积比为6～9∶1；氢气和丙烷的体积比为1～5∶1；所述流量根据装入炉内预 制体总重量调整，是指控制每公斤预制体每小时所需碳源气体天然气和丙烷总重 量为50g～100g；所述快速定向渗积炉内的压力为2kPa～10kPa；

步骤六：预制体的渗积过程从预制体内部向外表面逐渐推进，经过120～200 小时一次性渗积，即制得高性能炭基复合材料，密度达到1.70g/cm³～1.80g/cm³；

步骤七：炉体抽真空自由降温至室温。

2.根据权利要求1所述的一种全预氧丝预制体制备高性能炭基复合材料的 方法，其特征在于：步骤一中预制体的预氧丝体积分数为22％～27％。

3.根据权利要求1所述的一种全预氧丝预制体制备高性能炭基复合材料的 方法，其特征在于：步骤一中所述的石墨垫片的厚度为1.5mm～5mm，垫片安放 在预制体外缘，等距离放置。

4.根据权利要求1所述的一种全预氧丝预制体制备高性能炭基复合材料的 方法，其特征在于：步骤一中安放预氧丝预制体30盘～50盘。

5.根据权利要求1所述的一种全预氧丝预制体制备高性能炭基复合材料的 方法，其特征在于：步骤二中所述氮气的纯度大于99.9％。

6.根据权利要求1所述的一种全预氧丝预制体制备高性能炭基复合材料的 方法，其特征在于：步骤二中所述氮气的流量为100～200L/h。

7.根据权利要求1所述的一种全预氧丝预制体制备高性能炭基复合材料的 方法，其特征在于：步骤七中所述炉体抽真空，其真空度为-0.1MPa。