[发明专利]一种炭/陶-石墨复合材料制备工艺及其制品

权利要求书

1.一种炭/陶-石墨复合材料，其特征在于炭/陶-石墨复合材料是在石墨基体上利用高温胶粘剂依次粘接偶联层和炭/陶材料强化层，上述的炭/陶复合材料强化层的厚度为1.5～2.5mm。

2.根据权利要求1所述的炭/陶-石墨复合材料，其特征在于所述的胶粘剂的组分(按重量百分比计)是：45～65％的酚醛树脂(PF-5408)、0.5～1.5％的偶联剂(KH550)、20～35％的炭黑(工业纯1000目)、2～6％的氧化锌(工业纯1000目)、1～3％的炭化硼(工业纯1000目)、0.5～2％的氧化钛(工业纯2000目)、0.3～0.6％的二氧化锆(工业纯1000目)和0.6～2％的二氧化硅(工业纯2000目)。

3.一种制备权利要求1或2所述的炭/陶-石墨复合材料的制备方法，其特征在于其制备步骤是：

a.准备石墨层，将炭纤维软毡在PF-5408酚醛树脂中浸渍后自然晾干作为偶联层，将多层12K的炭纤维布在浸渍液中浸渍后自然晾干4～10小时叠合在一起制得炭/陶复合材料预制体；

b.将石墨层、偶联层和炭/陶复合材料预制体用耐高温的胶粘剂依次粘接在一起，再置入烘炉中在100℃下烘烤20～30分钟；

c.将步骤b的炭/陶-石墨复合材料预制体进行热压，温度为100～180℃，压力为5～10MPa；

d.将步骤c的制品置入真空炉中，抽至真空度为50～100Pa/h，压升率小于50Pa/h，然后按下面升温速率升温：室温～300℃(50℃/h)，300～700℃(20℃/h)，700～1000℃(50℃/h)，然后在1000℃保温1小时，进行高温炭化；

e.将步骤d的制品置入真空炉中，抽真空至真空度为50Pa后开始升温，温度达到1050～1200℃时通入天然气进行气相沉积，沉积时间为80～120小时；

f.将步骤e的制品置入真空炉中，抽真空至真空度为50～100Pa，通入氮气(保持微正压)，升温至1550～1800℃，保温2～3小时，得炭/陶-石墨复合材料。

4.根据权利要求3所述的炭/陶-石墨复合材料的制备方法，其特征在于所述的浸渍液的组分(按重量百分比计)是：40～50％的酚醛树脂(PF-5408)、0.5％的偶联剂(KH550)、5～10％的硅粉(工业纯3000目)、2～5％的铝粉(工业纯1600目)、2～3％的钛粉(工业纯1000目)、3～8％的石墨粉(工业纯2000目)、2～3％的氮化硼(工业纯1000目)、2～4％的二硫化钼(工业纯)和余量的乙醇(工业纯)。

5.根据权利要求3所述的炭/陶-石墨复合材料的制备方法，其特征在于所述的步骤c中进行热压时，更佳的温度为160℃，压力为6Mpa。

6.根据权利要求3所述的炭/陶-石墨复合材料的制备方法，其特征在于上述的步骤e中，真空炉内温度优选为1100～1120℃，气相沉积的时间优选为95～105小时。

7.根据权利要求1～6之一所述的炭/陶-石墨复合材料制备的连续铸造结晶器，其特征在于由两块炭/陶-石墨复合材料平板(1)和石墨(2)镶块组成型腔(3)，炭/陶强化层在型腔(3)表面。

8.根据权利要求7所述的炭/陶-石墨复合材料制备的连续铸造结晶器，其特征在于所述的炭/陶石墨复合材料平板(1)中的石墨层的厚度为20～30mm，偶联层的厚度为3～5mm，炭/陶复合材料强化层的厚度为1.5～2.5mm。