[发明专利]分段层碳纤维预成型件

权利要求书

1.一种用于碳-碳复合材料的预成型件，所述预成型件包括：

多个纤维层，所述多个纤维层被堆叠并针刺在一起，以形成呈环带形状的所述预成型件，所述环带包括：

限定内预成型件直径的内径向截面；和

限定外预成型件直径的外径向截面；

其中所述多个纤维层中的每个纤维层包括相应的多个织物片段，所述相应的多个织物片段包含碳纤维或碳-前体纤维中的至少一者，其中所述多个纤维层中的至少一个纤维层包括：

形成所述内径向截面的至少一部分的第一织物片段，所述第一织物片段限定第一片段平分线和第一纤维取向角度；和

形成所述外径向截面的至少一部分的第二织物片段，所述第二织物片段限定第二片段平分线和第二纤维取向角度，其中所述第一片段平分线和所述第二片段平分线在所述至少一个纤维层内径向对准，并且其中所述第一纤维取向角度不同于所述第二纤维取向角度。

2.根据权利要求1所述的预成型件，其中所述第一纤维取向角度或所述第二纤维取向角度中的任一个为负(-)10度至-80度或正(+)10度至+80度。

3.根据权利要求2所述的预成型件，其中所述第一纤维取向角度或所述第二纤维取向角度中的任一个为+45度或-45度。

4.根据权利要求1所述的预成型件，其中第一织物片段和所述第二织物片段各自限定65度至70度的弧角。

5.根据权利要求1所述的预成型件，其中所述多个纤维层以螺旋形式被堆叠和针刺在一起，其中所述多个纤维层中的每个纤维层完成0.9转至1.2转的所述螺旋。

6.根据权利要求1所述的预成型件，其中所述第一织物片段限定第一径向长度，并且所述第二织物片段限定第二径向长度，其中所述第一径向长度与所述第二径向长度的比率为0.3至0.8。

7.根据权利要求1所述的预成型件，其中所述第一织物片段限定第一相邻边缘，并且所述第二织物片段限定邻接所述第一相邻边缘的第二相邻边缘，其中所述第一相邻边缘和所述第二相邻边缘具有互补的几何联锁结构。

8.根据权利要求1所述的预成型件，其中所述至少一个纤维层包括第一纤维层，所述多个纤维层还包括第二纤维层，所述第二纤维层包括：

形成所述内径向截面的至少一部分的第三织物片段，所述第三织物片段限定第三片段平分线和第三纤维取向角度；和

形成所述外径向截面的至少一部分的第四织物片段，所述第四织物片段限定第四片段平分线和第四纤维取向角度，其中所述第三片段平分线和所述第四片段平分线在所述第二纤维层内径向对准，并且其中所述第三纤维取向角度不同于所述第四纤维取向角度。

9.一种形成用于碳-碳复合材料的预成型件的方法，包括：

堆叠和针刺多个织物片段以产生多个纤维层，所述多个纤维层被针刺在一起以形成呈环带形状的预成型件，所述环带包括：

限定内预成型件直径的内径向截面；和

限定外预成型件直径的外径向截面；

其中所述多个纤维层中的每个纤维层包括相应的多个织物片段，所述相应的多个织物片段包含碳纤维或碳-前体纤维中的至少一者，其中所述多个纤维层中的至少一个纤维层包括：

形成所述内径向截面的至少一部分的第一织物片段，所述第一织物片段限定第一片段平分线和第一纤维取向角度；和

形成所述外径向截面的至少一部分的第二织物片段，所述第二织物片段限定第二片段平分线和第二纤维取向角度，其中所述第一片段平分线和所述第二片段平分线在所述至少一个纤维层内径向对准，并且其中所述第一纤维取向角度不同于所述第二纤维取向角度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一纤维取向角度为负(-)10度至-80度，或正(+)10度至+80度，并且所述第二纤维取向角度为0度或90度。