[发明专利]一种连续碳纤维增强铜基复合材料的制备方法有效
申请号: | 201810757916.X | 申请日: | 2018-07-11 |
公开(公告)号: | CN108796398B | 公开(公告)日: | 2020-04-28 |
发明(设计)人: | 石永亮;李爽;刘燕霞;赵晓萍;时彦林;戚翠芬;陈涛;张欣杰;付菁媛;刘丹 | 申请(专利权)人: | 河北工业职业技术学院 |
主分类号: | C22C49/02 | 分类号: | C22C49/02;C22C49/14;C22C47/14;C22C47/06;C22C101/10 |
代理公司: | 石家庄国为知识产权事务所 13120 | 代理人: | 陆林生 |
地址: | 050091 河*** | 国省代码: | 河北;13 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 连续 碳纤维 增强 复合材料 制备 方法 | ||
1.一种连续碳纤维增强铜基复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
步骤一、取碳纤维束,浸入浓硫酸中10~20min,取出冲洗表面残酸至中性,分散为碳纤维单丝;取50~200根所述碳纤维单丝为一簇,平行排列2簇以上,并将各簇所述碳纤维单丝两端限位,得预浸体;
步骤二、将所述预浸体浸入有机粘附剂中5~10s,取出,将粘附有机粘附剂的预浸体在钛粉中反复振动,得碳纤维单丝表面均匀粘附钛粉的初浸料,将所述初浸料上的有机粘附剂固化,得碳纤维初级料;其中,所述钛粉的平均粒径为40~80nm;
步骤三、将所述碳纤维初级料再次浸入所述有机粘附剂中5~10s,取出,然后在铜粉中反复振动,得碳纤维单丝表面均匀粘附铜粉的次浸料,再将所述次浸料上的有机粘附剂固化,得碳纤维次级料;其中,所述铜粉的平均粒径为30~50nm;
步骤四、重复步骤三,粘附多层铜粉,得直径为0.5~1mm的碳纤维复合料;
步骤五、在真空热压烧结炉的热压模具中平行放入多层所述碳纤维复合料,真空热压烧结,得碳纤维增强铜基复合材料。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤一中,将所述碳纤维束经高速气流吹散,再经梳齿状工具梳理得所述碳纤维单丝。
3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤一中,将各簇所述碳纤维单丝平行排列为一排,两端夹具固定。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤二中,将所述初浸料放入60~80℃的烘箱中加热,至所述有机粘附剂固化;和/或
步骤三中,将所述次浸料放入60~80℃的烘箱中加热,至所述有机粘附剂固化。
5.如权利要求1或4所述的制备方法,其特征在于,步骤二中,有机粘附剂的制备步骤包括:将甲基丙烯酸羟乙酯溶于甲苯中,得凝胶溶液,向所述凝胶溶液中加入增稠剂,混合均匀,加入引发剂,得有机粘附剂。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述凝胶溶液中甲基丙烯酸羟乙酯的体积分数为40~60%。
7.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述增稠剂的加入量为所述凝胶溶液质量的5~10%;和/或
所述增稠剂为丙烯酸树脂。
8.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述引发剂的加入量为所述凝胶溶液质量的0.5~1.0%;和/或
所述引发剂为过氧化苯甲酰。
9.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤五中,真空热压烧结的步骤为:将所述碳纤维复合料平行放入真空热压烧结炉的热压模具中,设置真空热压烧结炉的真空度为0.001~0.01Pa,升温程序为:400~500℃保温2~3小时,脱除所述有机粘附剂;1000~1100℃下加压烧结,压力30~50MPa,保压10~20min,随炉冷却,得碳纤维增强铜基复合材料。
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