[发明专利]C/C复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本申请属于材料技术领域，特别是涉及一种C/C复合材料的制备方法。

背景技术

随着科技的发展，结构-功能一体化散热材料在航天航空、核工业、军工等领域越来越重要。像导弹和航天飞行器的鼻锥体、固体火箭发动机喷管、核聚变第一壁材料等部位需要在复杂和苛刻的环境中工作，需承受高温或高的热流密度以及较大冷热环境温差的变化，这就要求材料具有高力学性能的同时具有优异的热传导性能以便于其与外界的热能交换，控制自身温度变化以适应工作环境的变化。高导热炭/炭复合材料以高的导热系数、优异的力学性能及低密度成为可应用于这些领域的、世界各国竞相发展一种关键首选材料。

发明内容

本发明的目的在于提供C/C复合材料的制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种C/C复合材料的制备方法，以单向铺排带状沥青纤维为基体材料，在其表面涂覆一层中间相沥青粘结剂，经一次热压成型再高温碳化、石墨化处理，可以获得C/C复合材料。

优选的，在上述的C/C复合材料的制备方法中，热压成型的温度为500～600摄氏度；热压压强8～10MPa，热压时间4～5小时。

优选的，在上述的C/C复合材料的制备方法中，高温碳化温度为1200～1300℃。

优选的，在上述的C/C复合材料的制备方法中，石墨化处理温度2800～3000℃。

本申请还公开了一种C/C复合材料的制备方法，包括步骤：

(1)、将氧化稳定化后的带状沥青纤维进行热处理，以提高其力学性能；

(2)、以热处理后的带状沥青纤维为基体材料，在其表面涂覆中间相沥青粘结剂；

(3)、采用热压成型工艺制备一维C/C复合材料，热压温度500～600℃，热压压强8～10MPa，热压时间4～5小时；

(4)、在1200～1300℃进行高温碳化；

(5)、在2800～3000℃进行石墨化处理，得到C/C复合材料。

优选的，在上述的C/C复合材料的制备方法中，步骤(1)中，热处理温度为300～400℃。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明获得的复合材料具有较低的电阻率1.5μΩ.m和较高的热导率860W/m.K。

具体实施方式

本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

C/C复合材料的制备方法

以单向铺排带状沥青纤维为基体材料，在其表面涂覆一层中间相沥青粘结剂，经一次热压成型再高温碳化、石墨化处理，可以获得C/C复合材料。

其制备方法：

(1)、将氧化稳定化后的带状沥青纤维在400℃进行热处理，以提高其力学性能；

(2)、以热处理后的带状沥青纤维为基体材料，在其表面涂覆中间相沥青粘结剂；

(3)、采用热压成型工艺制备一维C/C复合材料，热压温度500℃，热压压强10MPa，热压时间5小时；

(4)、在1300℃进行高温碳化；

(5)、在2800℃进行石墨化处理，得到C/C复合材料。

获得的复合材料具有较低的电阻率1.5μΩ.m和较高的热导率860W/m.K。其体积密度为1.88g/cm³。

实施例2

C/C复合材料的制备方法

(1)、将氧化稳定化后的带状沥青纤维在300℃进行热处理，以提高其力学性能；

(2)、以热处理后的带状沥青纤维为基体材料，在其表面涂覆中间相沥青粘结剂；

(3)、采用热压成型工艺制备一维C/C复合材料，热压温度500℃，热压压强10MPa，热压时间5小时；

(4)、在1200℃进行高温碳化；

(5)、在2800℃进行石墨化处理，得到C/C复合材料。

电阻率1.61μΩ.m；热导率852W/m.K。

实施例3

C/C复合材料的制备方法

(1)、将氧化稳定化后的带状沥青纤维在400℃进行热处理，以提高其力学性能；

(2)、以热处理后的带状沥青纤维为基体材料，在其表面涂覆中间相沥青粘结剂；

(3)、采用热压成型工艺制备一维C/C复合材料，热压温度600℃，热压压强10MPa，热压时间5小时；