[发明专利]一种炭陶复合材料制备方法

说明书

本发明涉及一种炭陶复合材料其制备方法，其包括如下步骤：S1、将多孔氮化铝在低喹啉不溶物沥青中浸渍后碳化，制得包覆炭化多孔氮化铝预制料。S2、配料1：氮化铝预制料25‑35份，焦炭颗粒65‑75份添加剂2‑4组分；配料2：改质沥青；配料2：配料1＝37‑45份：100份；S3、混捏：将配料1与配料2搅拌混捏；S4、凉料、磨粉：S5、压型；S6、焙烧。采用本发明方法制备的炭陶复合材料增加产品体积密度，提高产品的导热率、抗压强度、抗折强度等机械强度；且生产工序少，生产周期短。

一、技术领域

技术方案所属的技术领域是炭陶复合材料制备工艺。

二、背景技术

(一)机械用炭具有优良的自润滑性，良好的抗化学腐蚀性，较 高的热导率和热稳定性，足够的机械强度，易于加工成各种几何形状 产品。广泛用于各种机械设备中，如：离心泵、潜水泵、化工反应釜、 水轮机、蒸汽煅烧炉等设备上的密封件，压缩机、制氧机、液氨泵等 机器上用的活塞环、导向环、衬套，屏蔽电机、潜水电机及其他机械 设备、仪表中的轴承等，真空压缩机、印刷机复合气泵、电动汽车刹 车泵等装置中的转子、旋片，化工设备中的安全爆破膜、板，卷烟设 备中的配气盘、弧形块等。现有的炭基材一般经过制粉、压制、焙烧、 浸渍沥青、焙烧等工序制备。为了增加炭材料的机械强度可采用浸渍 树脂或金属的方法，但即使这样制得的炭材料其导热率一般都在 15w/m·k以下，抗折强度≤60MPa，抗压强度≤180MPa。在一些高 转速、大承重、高温的工况条件下普通的机械用炭就无法满足使用要 求。

三、发明内容

本发明的目的是针对上述已有技术的不足，提供一种炭陶复合材 料及其制备方法。本发明的炭陶复合材料具有体积密度高、导热率高、 强度高、耐腐蚀性能好的特点。

为了解决上述问题，本发明的炭陶复合材料制备步骤如下：

S1、包覆炭化多孔氮化铝的预制：

A将多孔氮化铝在低喹啉不溶物沥青(喹啉不溶物含量为0.01 重量％-3重量％)中浸渍，浸渍工艺优选为：压力1.5mpa-2.0mpa， 浸渍温度120-150℃，浸渍时间1.5-2.5h。

在一定的压力下进行浸渍，浸渍效果好，浸渍时无需添加其他溶 剂，从而不需要对含有溶剂的预制料预处理。

B将浸渍后的多孔氮化铝在加热炉内炭化，制得包覆炭化多孔氮 化铝预制料。碳化工艺较佳为350-450℃，时间为1.5-5h。

S2、配料：称取以下质量组分原料

配料1(干料):氮化铝预制料25-35份，焦炭颗粒65-75份添 加剂2-4组分；

焦炭颗粒优选为石油焦和或针状焦；添加剂优选为二硫化钼；

配料2(粘结剂)：改质沥青；

配料2：配料1＝37-45份：100份

优选粘结剂为石油沥青、煤沥青或者煤沥青与中间相沥青的混合 物。

S3、混捏：将配料1与配料2在混捏锅中搅拌，配料2与配料1 的质量组分为37-45份：100份

混捏温度180-200℃，混捏时间90-120min；

优选先将配料1的全部物料倒入混捏锅中，在150-185℃温度条 件下进行干料混合搅拌，搅拌时间为50-70min；再将混合后的配料1 与溶化后的配料2混捏。将配料1干料预混合，可以避免配料1与配 料2粘接剂混捏时，分散不均匀，导致焙烧后产品中的孔隙分布不均 匀，影响产品的机械强度。

S4、凉料、磨粉：将混捏的糊料凉至室温，磨粉，磨粉粒度D50 为40-53μm。

S5、压型：