[实用新型]一种碳碳复合材料平板

说明书

本实用新型公开了一种碳碳复合材料平板，包括网胎层、短切纤维层、碳化基体，所述网胎层由30‑120mm长度的短切丝碳纤维经过梳理、铺网、针刺而成，所述短切纤维层由50‑180mm长度的短切纤维束组成，所述碳化基体填充在网胎层和短切纤维层的间隙中，碳化基体由树脂碳化而成；本实用新型的单元层由短切纤维和网胎组成，然后通过针刺复合成整体；所以，整个工艺过程中少了碳纤维布的编制工艺，降低成本；同时，短切碳纤维丝束的长度较短，因此可以利用一些边角料碳纤维，市场采购价格低，大大节约了成本，通过对预制体结构的设计，使原材料成本、工艺成本大幅度降低。

技术领域

本实用新型涉及高温热处理领域，具体是一种碳碳复合材料平板。

背景技术

碳/碳复合材料是碳纤维及其织物增强的碳基体复合材料。具有低密度(2.0g/cm³)、高强度、高比模量、高导热性、低膨胀系数、摩擦性能好，以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点，是如今在1650℃以上应用的少数备选材料，最高理论温度更高达2600℃，因此被认为是最有发展前途的高温材料之一。

碳碳复合材料可以按要求定制成板材、圆筒以及各种异型结构，不同结构的材料制作方法也有所不同。其中平板形状的材料是生产中使用最多的。平板类碳碳复合材料的主流生产工艺有以下几种：

工艺1、将碳纤维丝束编织成碳纤维布，将碳纤维布均匀涂覆或者浸润酚醛树脂，制成碳纤维预浸布；然后裁剪成需要的规格尺寸，层叠到设计厚度，通过平板热压机进行热压固化成型，制成碳碳复合材料的预制体。将预制体进行气相法或者液相法增密，至要求密度，最后进行一次高温热处理，完成2D结构碳碳复合材料的生产；

工艺2、将碳纤维丝束编织成碳纤维布(经纬布或者无纬布)，然后将碳纤丝束短切、梳理成碳纤维网胎，将网胎和碳纤维布交替铺层，采用针刺的方式引入Z向纤维，将单元层结合成一个整体，制得碳纤维预制体；将预制体进行气相法或者液相法增密，至要求密度，最后进行一次高温热处理，完成2.5D结构碳碳复合材料的生产。

上述两种现有技术存在的问题：

1.碳纤维布单元层之间的粘合力由树脂决定,结合力较差，适用于一些对层间剪切强度要求不高的场合；碳纤维丝束编织成碳纤维布需要较高的成本，且要得到树脂分布均匀的碳纤维布预浸料需要很高的生产设备要求，投入巨大。

2.通过网胎和针刺，单元层之间引入了Z向纤维，大大增强了层间的结合强度；由于碳纤维丝束需要编制成碳纤维布，该工艺过程成本较高。在编织过程中也会产生较多的很短的纤维丝束边角料。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种碳碳复合材料平板，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种碳碳复合材料平板，包括网胎层、短切纤维层、碳化基体，所述网胎层由30-120mm长度的短切丝碳纤维经过梳理、铺网、针刺而成，

所述短切纤维层由50-180mm长度的短切纤维束组成，

所述碳化基体填充在网胎层和短切纤维层的间隙中，碳化基体由树脂碳化而成；

进一步的，所述碳化基体可有由酚醛树脂或呋喃树脂碳化而成；

进一步的，所述碳化基体还可以为沥青碳化而成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的单元层由短切纤维和网胎组成，然后通过针刺复合成整体。所以，整个工艺过程中少了碳纤维布的编制工艺，降低成本；同时，我们短切碳纤维丝束的长度较短，因此可以利用一些边角料碳纤维，市场采购价格低，大大节约了成本，通过对预制体结构的设计，使原材料成本、工艺成本大幅度降低。

附图说明