[发明专利]一种环型碳/碳复合材料气相渗透方法

权利要求书

1.一种环型碳/碳复合材料气相渗透方法，其特征是：通过交替轮换使用料柱Ⅰ与料柱Ⅱ叠放预制体分段沉积、改变气态前驱体反应气体流动方向，分成两个阶段进行气相渗透增密，首先气态前驱体气体反应从预制体（2）中心向预制体外围流动，其次，将预制体从料柱Ⅰ转换至料柱Ⅱ后，气态前驱体反应气体从预制体（2）外围部位向预制体（2）中心流动，控制改变气态前驱体反应气体流向，提高产品密度的均匀性及缩短致密化时间，实现高密度复合材料的快速沉积，其步骤是：

（1）、在料柱Ⅰ的石墨托板Ⅰ（1）上中心位置叠放多组预制体（2），并用等厚石墨外径垫环（3）隔开，在预制体（2）最上端加石墨盖板Ⅰ（4）；然后放入沉积室（9）；最后再放置沉积室石墨盖板（8），通入气态前驱体反应气体进行气相渗透，气态前驱体反应气体经石墨托板Ⅰ（1）上的集中进气孔（1.1）通孔进入叠放的预制体（2）中心，气态前驱体反应气体经外径垫环（3）溢流至预制体（2）外围流动，再经石墨盖板Ⅰ（4）外圆周与沉积室内壁的空隙溢出，同时，多余的气态前驱体反应气体经石墨盖板Ⅰ（4）上的出气孔（4.1）通孔流出，汇聚后反应残余气体从沉积室石墨盖板（8）的出气通孔处排出；

（2）、当检测到沉积密度提升至1.60g/cm³后，将料柱Ⅰ内的预制体（2）取出，在料柱Ⅱ（5）的石墨托板Ⅱ（5）上中心位置叠放取出的预制体（2），并用等厚石墨内径垫环（6）隔开，在预制体（2）最上端加石墨盖板Ⅱ（7）；然后放入沉积室（9）；最后再放置沉积室石墨盖板（8），通入气态前驱体反应气体进行气相渗透，气态前驱体反应气体经石墨托板Ⅱ（5）上的分散进气孔（5.1）通孔进入叠放的预制体（2）外围，气态前驱体反应气体经内径垫环（6）溢流至预制体（2）中心流动，再经石墨盖板Ⅱ（7）中心的集中出气孔（7.1）通孔排出，同时，多余的气态前驱体反应气体经石墨盖板Ⅱ（7）上的调压出气孔（7.2）通孔溢出，调节内部压力，汇聚至沉积室石墨盖板（8）的出气通孔，汇聚后反应残余气体从沉积室石墨盖板（8）的出气通孔处排出，共经250～380h，沉积出密度为1.75～1.80g/cm³的碳/碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种环型碳/碳复合材料气相渗透方法，其特征是：

所述料柱Ⅰ在石墨托板Ⅰ（1）上叠放有多组预制体（2），顶部预制体（2）上设有石墨盖板Ⅰ（4），石墨托板Ⅰ（1）与预制体（2）、相邻的预制体（2）和预制体（2）与石墨盖板Ⅰ（4）之间间隔有外径垫环（3）。

3.根据权利要求1所述的一种环型碳/碳复合材料气相渗透方法，其特征是：

所述料柱Ⅱ在石墨托板Ⅱ（5）上叠放有多组预制体（2），顶部预制体（2）上设有石墨盖板Ⅱ（7），石墨托板Ⅱ（7）与预制体（2）、相邻的预制体（2）和预制体（2）与石墨盖板Ⅱ（7）之间间隔有内径垫环（6）。

4.根据权利要求1所述的一种环型碳/碳复合材料气相渗透方法，其特征是：

所述石墨托板Ⅱ（5）为圆形片状，环形阵列有分散进气孔（5.1）通孔。

5.根据权利要求1所述的一种环型碳/碳复合材料气相渗透方法，其特征是：

所述石墨盖板Ⅱ（7）为圆盖形状，径向环形阵列有调压出气孔（7.2）利于调节内部压力，中部设有集中出气孔（7.1）通孔，使得气态前驱体经分散进气孔（5.1）通入料柱Ⅱ外侧，再通过预制体（2）内部孔隙向料柱Ⅱ内侧渗透，进而达到增密的效果。

6.根据权利要求1所述的一种环型碳/碳复合材料气相渗透方法，其特征是：

所述预制体（2）适用于外径为280～500mm，内径为150～300mm，厚度为12～35mm，初始密度为0.60g/cm³材料的快速致密化，沉积出密度为1.75～1.80g/cm³的碳/碳复合材料，如飞机碳刹车盘等。