[发明专利]一种晶须改性碳/碳复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种晶须改性碳/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一

将纳米SiO₂晶须均匀散布在每层碳纤维网胎的表面，得到带有纳米SiO₂晶须的碳纤维网胎层；然后将所得带有纳米SiO₂晶须的碳纤维网胎层逐层叠铺后编织，得到碳纤维预制体；

步骤二

在以碳源气体和稀释气体组成的气氛下，对步骤一所得碳纤维预制体进行化学气相渗透处理；得到含有热解碳的碳纤维坯体；所述化学气相渗透处理的温度为980～1000℃；

步骤三

在保护气氛下，对步骤二所得含有热解碳的碳纤维坯体进行石墨化处理，得到晶须改性碳/碳复合材料；所述石墨化处理的温度为2300～2400℃。

2.根据权利要求1所述的一种晶须改性碳/碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述纳米SiO₂晶须的直径为80～120nm、长度为0.9～1.2μm。

3.根据权利要求1所述的一种晶须改性碳/碳复合材料的制备方法，其特征在于：步骤一中，将15～20层带有纳米SiO₂晶须的碳纤维网胎层逐层叠铺后编织，得到碳纤维预制体；所述碳纤维预制体的密度为0.2～0.3g/cm³。

4.根据权利要求1所述的一种晶须改性碳/碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳纤维预制体中，纳米SiO₂晶须的质量百分含量为6～8％。

5.根据权利要求1所述的一种晶须改性碳/碳复合材料的制备方法，其特征在于：化学气相渗透处理时，所用碳源气体选自丙烯、甲烷中的一种；所用稀释气体选自氮气、氢气中的一种；化学气相渗透处理的工艺参数为：温度为980～1000℃、压力为10～12kPa；碳源气体的流量为3.0～4.0L/min、稀释气体的流量为4.5～6.0L/min；时间为60～80小时。

6.根据权利要求1所述的一种晶须改性碳/碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述石墨化处理是：

在保护气氛下，先以750～1200℃/h的升温速率从室温升温至1800℃，然后以190～210℃/h升温至2000℃，再按140～160℃/h升温至2300～2400℃，保温1～2h，然后随炉冷却至室温，得到晶须改性碳/碳复合材料。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种晶须改性碳/碳复合材料的制备方法，其特征在于：所制备的晶须改性碳/碳复合材料的石墨化度大于等于36.6％；其热导率大于等于87.2W/m·K；其电阻率小于等于20.5μΩ·m。