[发明专利]一种制备金属包长碳纤维包覆材料的装置与工艺方法

权利要求书

1.一种制备金属包长碳纤维包覆材料的装置，其特征在于：包括牵引装置(1)、限位卡具(2)、水冷器(3)、高温拉拔模(5)、热电偶(6)、保温防氧化渣(7)、金属液(8)、熔金属坩埚(9)、长碳纤维预热模(10)、隔热密封垫一(11)、防氧化罩(12)、隔热密封垫二(13)；惰性气体进气口(14)、惰性气体出气口(15)、长碳纤维及引入装置(16)；熔金属坩埚(9)开口处覆盖保温防氧化渣(7)，坩埚上部装有测量金属液(8)温度的热电偶(6)；长碳纤维预热模(10)的上端穿过熔金属坩埚(9)底部插入用于反向凝固的金属液中，熔金属坩埚底部通过隔热密封垫一(11)与防氧化罩(12)紧密固联在一起，预热模下端装有隔热密封垫二(13)，熔金属坩埚上端中心位置贴近金属液装有高温拉拔模(5)，拉拔模上端配有水冷器(3)，水冷器的上部装有限位卡具(2)和牵引装置(1)。

2.采用权利要求1所述的装置制备金属包长碳纤维包覆材料的工艺方法，其特征在于：隔热密封垫的中心孔形状为圆形或近圆形，与长碳纤维截面形状相匹配；长碳纤维预热模的下部位于防氧化罩中；长碳纤维经过预热模预热到一定温度后，熔金属坩埚中的金属液流入预热模中心孔与长碳纤维的缝隙中，由于预热模温度低于金属液熔点，长碳纤维表面的液态金属温度迅速降低，液态金属在长碳纤维表面浸润、附着、凝结，实现金属和长碳纤维界面良好的冶金结合，金属液在预热模中逐渐凝固，将长碳纤维包覆在金属内部，然后以一定的速度由下而上穿过坩埚，与坩埚中熔融的金属液相接触，反向凝固获得一定包覆层厚度的金属包长碳纤维包覆坯料，对刚刚离开金属液表面的包覆坯料进行高温拉拔，得到金属包长碳纤维包覆材料成品。

3.根据权利要求2所述的制备金属包长碳纤维包覆材料的工艺方法，其特征在于：长碳纤维预热模(10)温度为相应包覆金属的液相线温度以下200～600℃的范围，熔金属坩埚(9)温度设定为相应包覆金属的液相线至液相线以上200℃的范围，长碳纤维的运行速度为0～3m/min，水冷器(3)中水流速度控制在3～12m/s。

4.根据权利要求2所述的制备金属包长碳纤维包覆材料的工艺方法，其特征在于：金属液为铝液、银液、铜液。

5.根据权利要求2所述的制备金属包长碳纤维包覆材料的工艺方法，其特征在于：防氧化罩中通有惰性气体，防止长碳纤维预热过程中被氧化。