[发明专利]C/C复合材料的高温炉热场结构件的制备方法

权利要求书

1.一种C/C复合材料的高温炉热场结构件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)预处理：将乱纤维置于真空炭化炉中，对真空炭化炉抽真空后通入流速为0.16～0.20m³/小时的N₂保护，然后以50～100℃/小时的速率升温至1050℃后，保温1小时；

2)打散：将预处理后的乱纤维剪切，放入气流打散机的栅板上，通入高压气流打散乱纤维；

3)浸胶：首先将配好的胶粘液放入浸胶槽中，再放入打散后的乱纤维浸渍；

4)塑化：将浸胶的乱纤维自然晾置，除去部分溶剂，在乱纤维保持一定粘性状态下，放入热炼机中碾压，然后放入捏合机中捏合，使纤维和胶粘剂充分熔合后，放入密闭容器或塑料袋中，使物料成为塑性状态；

5)烘干：将塑化之后的物料置于鼓风干燥箱中干燥；

6)热压：将烘干后的物料放入平板压机的模中，合上阳模热压；

7)固化：模具压到位后升温至170～180℃，保温40～60分钟固化；

8)炭化：将固化后的物料装入真空炭化炉中，对真空炭化炉抽真空后，通入流速为0.16～0.20m³/小时的N₂保护；再按以下升温速率升温：当温度在室温～200℃时，升温速率为100℃/小时；当温度在200～400℃时，升温速率为20℃/小时；当温度在400～700℃时，升温速率为5℃/小时；当温度在700～1050℃时，升温速率为20℃/小时；当温度在1050℃，保温1.5小时；

随后将物料随炉冷却，当温度降至300℃以下停止通入N₂，当温度降低至200℃以下时出炉，得到炭化物料产品。

9)整形：取出炭化物料产品，去掉毛边，清整表面，喷涂防护涂层，即获得成品。

2.根据权利要求1所述的C/C复合材料的高温炉热场结构件的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的乱纤维为聚丙烯腈，所述聚丙烯腈的规格为3K、6K或12K。

3.根据权利要求1所述的C/C复合材料的高温炉热场结构件的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中将乱纤维剪切至200～500mm后，再通入3～10kg/cm²的高压气流10～15分钟打散乱纤维。

4.根据权利要求1所述的C/C复合材料的高温炉热场结构件的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述胶粘液的具体制备步骤如下：

1)用乙醇将酚醛树脂稀释至密度0.93～0.95g/cm³；

2)将稀释后的酚醛树脂，加入占酚醛树脂(重量百分比)6～10％超细石墨粉、0.2％偶联剂、4～10％Si粉和1～3％Sic粉搅拌均匀，置于密闭容器备用。

5.根据权利要求4所述的C/C复合材料的高温炉热场结构件的制备方法，其特征在于，所述酚醛树脂为牌号1411，部标JB2723-80的酚醛树脂，所述偶联剂的牌号为KH792。

6.根据权利要求4所述的C/C复合材料的高温炉热场结构件的制备方法，其特征在于，所述超细石墨粉的粒度为20000目，Si粉的粒度为1000目，Sic粉的粒度为1000目。

7.根据权利要求1所述的C/C复合材料的高温炉热场结构件的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，先将胶粘液升至60～80℃，再将乱纤维浸渍10～15分钟，捞出自然晾干15～20小时，使胶粘液最后占物料的38～40％。

8.根据权利要求1所述的C/C复合材料的高温炉热场结构件的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，浸胶后的乱纤维在热炼机中碾压4～6次，在捏合机中捏合10～15分钟，再于密闭容器或塑料袋中，放置12～24小时。

9.根据权利要求1所述的C/C复合材料的高温炉热场结构件的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中的烘干于80～100℃，烘干40～60分钟。

10.根据权利要求1所述的C/C复合材料的高温炉热场结构件的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中的热压，先将模具升温至110℃，加压1Mpa，保温15分钟，升起阳模放气，然后再合上阳模，升温至140～150℃，加压10～15Mpa下热压。