[发明专利]一种中低速磁悬浮列车用滑撬体材料及其制备方法

权利要求书

1.一种中低速磁悬浮列车用滑撬体，其特征在于：所述中低速磁悬浮列车用滑撬体是以碳纤维为增强体，采用化学渗透法制备出多孔C/C坯体，采用熔融渗硅法制得C/C-SiC滑撬体材料，所述中低速磁悬浮列车用滑撬体按质量百分比计包括下述组分：

热解炭：31.22 %；

碳化硅：26.68%；

硅：2.61 %；

余量为碳纤维；

制造中低速磁悬浮用碳陶滑撬体的方法如下：

(1) 采用日本东丽公司生产的PAN型T700-12K炭纤维为原料，采用一层无纬布与一层网胎，以1.x+1.y的方式连续针刺制成密度为0.55g/cm³的炭纤维预制体；

(2) 将炭纤维预制体进行2200℃的高温热处理，保温1.5小时，微正压，氩气惰性气体保护；

(3) 采用丙烯为碳源气，采用化学气相渗透法在970℃下沉积热解炭基体，沉积400小时后制得密度为1.44g/cm³的C/C多孔体；

(4) 将低密度C/C多孔体材料进行2400℃的石墨化处理，保温3.5小时，微正压，氩气惰性气体保护；

(5) 将C/C多孔体材料按滑撬体尺寸加工，预留加工余量2mm，得到待渗硅样品；

(6)依据滑橇体成分设计，计算得出熔融渗硅过程中所需生成的SiC含量，进而推算出渗硅过程中与炭发生反应的理论需硅量，且取理论需硅量的1.5倍硅粉进行配比；将配比硅粉量的50%置于熔渗石墨工装中铺平压实，将C/C多孔体平铺于压实的硅粉上，然后将剩余硅粉平铺于C/C多孔体材料表面压实；最后将熔渗石墨工装放置于高温真空炉中进行熔硅浸渗，硅粉熔化后通过毛细管力的作用进入C/C多孔体的孔隙，制得密度为2.07g/cm³的C/C-SiC滑撬体材料；熔渗温度为1950℃，保温2小时，制得中低速磁悬浮用滑撬体材料，其抗压强度为331MPa，冲击韧性18.8kJ/m²，摩擦系数0.39；

或

所述中低速磁悬浮列车用滑撬体是以碳纤维为增强体，采用化学渗透法制备出多孔C/C坯体，采用熔融渗硅法制得C/C-SiC滑撬体材料，所述中低速磁悬浮列车用滑撬体按质量百分比计包括下述组分：

热解炭：22.23%；

碳化硅：54.08%；

硅：3.02%；

余量为碳纤维；

制造中低速磁悬浮用碳陶滑撬体的方法如下：

(1) 采用日本东丽公司生产的PAN型T700-12K炭纤维为原料，采用一层无纬布与一层网胎，以1.x+1.y的方式连续针刺制成密度为0.45 g/cm³的炭纤维预制体；

(2) 将炭纤维预制体进行2100℃的高温热处理，保温3小时，微正压，氩气惰性气体保护；

(3) 采用甲烷为碳源气，氢气为稀释气，甲烷与氢气的体积比为3∶1，采用化学气相渗透法在1100℃下沉积热解炭基体，沉积200小时后制得密度为1.34 g/cm³的低密度C/C多孔体；

(4) 将低密度C/C多孔体材料进行2100℃的石墨化处理，保温4小时，微正压，氩气惰性气体保护；

(5) 将C/C多孔体材料按滑撬体尺寸加工，预留加工余量2mm，得到待渗硅样品；

(6)依据滑橇体成分设计，计算得出熔融渗硅过程中所需生成的SiC含量，进而推算出渗硅过程中与炭发生反应的理论需硅量，且取理论需硅量的1.4倍硅粉进行配比；将配比硅粉量的50%置于熔渗石墨工装中铺平压实，将C/C多孔体平铺于压实的硅粉上，然后将剩余硅粉平铺于C/C多孔体材料表面压实；最后将熔渗石墨工装放置于高温真空炉中进行熔硅浸渗，硅粉熔化后通过毛细管力的作用进入C/C多孔体的孔隙，制得密度为2.27g/cm³的C/C-SiC滑撬体材料；熔渗温度为1800℃，保温2小时，制得中低速磁悬浮用滑撬体材料，其抗压强度为347MPa，冲击韧性18.4kJ/m²，摩擦系数0.40。