[发明专利]碳/碳复合材料保温筒及制备方法

权利要求书

1.一种碳/碳复合材料保温筒，它包括筒体，其特征是所述的筒体为三明治结构，即由内层（1）、中间层（2）和外层（3）组成，厚度为1.05㎜～450㎜，所述内层（1）、中间层（2）和外层（3）均由碳/碳复合材料制备，内层（1）、外层（3）的厚度为0.45㎜～105㎜，表观密度为0.8g/cm³～1.7g/cm³，中间层（2）的厚度为0.15㎜～240㎜，表观密度为0.15g/cm³～1.1g/cm³，内层（1）的表面制备有致密的热解碳涂层（4）。

2.根据权利要求2所述的碳/碳复合材料保温筒，其特征是热解碳涂层（4）的厚度为20μm～200μm。

3.一种如权利要求1或2所述碳/碳复合材料保温筒的制备方法，其特征是它包括以下步骤：

⑴保温筒预制体制备：将碳纤维网胎与碳纤维布通过针刺使之复合成碳纤维毡，然后将碳纤维毡缠绕在保温筒模具上针刺复合为内层（1），碳纤维毡的厚度为0.45㎜～1.05㎜，碳纤维毡的层数为1层～100层；接着在内层（1）上用碳纤维网胎缠绕针刺复合为中间层（2），碳纤维网胎的厚度为0.15㎜～0.6㎜，碳纤维网胎层数为1层～400层；然后在中间层（2）上再次用碳纤维毡缠绕针刺复合为外层（3），碳纤维毡层数为1层～100层；

⑵增密：将步骤⑴所得的保温筒预制体经化学气相沉积增密为所需要求的保温筒坯体；

⑶机加工：将步骤⑵所得的保温筒坯经纯化后按图纸加工成所需要求形状和尺寸的保温筒；

⑷加载催化剂：将0.05 mol/L～0.5 mol/L的硝酸镍溶液均匀的喷洒在经步骤⑶机加工后的保温筒内层（1）的表面，然后在空气中阴干，如此重复1次～10次；

⑸表面涂层：将步骤⑷所得保温筒放入化学气相沉积炉中，抽真空，通入氩气，在氩气保护下进行升温，沉积温度为950℃～1250℃，到达沉积温度后保温10min～120min，并通入氢气对催化剂进行还原，还原时间为10min～90min，然后通入天然气进行表面涂层，天然气流量为2L/min～50L/min，沉积时间为1h～100h；经步骤⑸后，内层（1）的表面制备有致密的热解碳涂层（4）。

4.根据权利要求2所述碳/碳复合材料保温筒的制备方法，其特征是在步骤⑴中，所述碳纤维网胎的面密度为10g/㎡～200g/㎡，碳纤维布的面密度为100g/㎡～600g/㎡。

5.根据权利要求2所述碳/碳复合材料保温筒的制备方法，其特征是在步骤⑴中，所述内层（1）、外层（3）的表观密度为0.45g/cm³～0.75g/cm³，所述中间层（2）的表观密度为0.15g/cm³～0.4g/cm³。

6.根据权利要求2所述碳/碳复合材料保温筒的制备方法，其特征是在步骤⑵中，增密后的保温筒坯体，其整体表观密度为0.7g/cm³～1.5 g/cm³。

7.根据权利要求2所述碳/碳复合材料保温筒的制备方法，其特征是在步骤⑸后，对保温筒进行至少一次高温纯化处理，去除金属杂质和灰分，纯化温度为1800℃～2800℃，每次保温时间为1 h～10h。