[发明专利]碳/碳-铜复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种碳/碳-铜复合材料的制备方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：

a.碳纤维坯体的制备：用针刺法将堆叠好的聚丙烯腈预氧化纤维毡在厚度方向进行针刺，并由针刺带动平面内的纤维，使纤维彼此交连；然后对针刺后的预氧化纤维毡进行碳化；将所述的预氧化纤维毡放在热处理炉中于980-1050℃下进行加热碳化，并在此温度下保温2小时；碳化后的预氧化纤维毡即为碳纤维针刺毡，也即碳纤维坯体；坯体密度为0.2g/cm³，碳纤维体积含量为11％；

b.碳/碳预制件的制备：将上述所得的碳纤维针刺毡做化学气相渗透处理，或者化学气相渗透和树脂浸渍两者相结合的工艺处理；以达到碳纤维针刺毡中渗碳及使致密化的作用；化学气相渗透法和树脂浸渍工艺方法分别叙述如下：

(1)化学气相渗透法：按常规工艺，将上述的碳纤维针刺毡放入化学气相渗透炉中，以C₃H₆为前驱体气体，使其在高温下热解，形成热解碳渗入到碳纤维毡中并沉积在碳纤维表面；热解温度为980-1010℃，炉压为1333Pa，气体流量为450-500ml/min，热解时间为150-180小时，通过化学气相渗透处理后，接着再在2000-2500℃下进行高温处理，形成并制得具有较高密度的碳/碳预制件；

(2)树脂浸渍工艺：为使进一步的致密化，采用树脂浸渍工艺；将所得碳/碳预制件再用呋喃树脂进行浸渍，然后在150-180℃下固化，随后在900-950℃下保温2小时进行碳化处理，得到树脂碳；最后再进行高温石墨化处理，石墨化处理温度为2000-2500℃，最终得到高密度的碳/碳预制件；

上述所制得的碳/碳预制件的密度范围为0.6-1.59g/cm³，并将该碳/碳预制件加工成圆柱状；

c.碳/碳-铜复合材料的制备：对碳/碳预制件浸渗铜，采用气体压力浸渗法；将上述所得的圆柱状碳/碳预制件装入钢制模具中，将碳/碳预制件放在模具的最底端，将圆柱状的紫铜棒放在碳/碳预制件的上端；将模具密封后放入加热炉中，炉体升温同时对密闭模具抽真空；当炉内温度达1200℃时，保温1小时，此时在模具中充入Ar气，当氩气充入的压强为1MPa时，保温5分钟，在气体压力下，铜液开始渗入碳/碳预制件中，随后随炉冷却至室温，从模具中取出样品，即得到碳/碳-铜复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种碳/碳-铜复合材料的制备方法，其特征在于所述的圆柱状的紫铜棒为纯铜，含铜量为99.9％，牌号为T2；圆柱状紫铜的直径与碳/碳预制件相同。