[发明专利]一种航天、航空及消防的碳纤维异形体的制作方法

说明书

本发明公开一种航天、航空及消防的碳纤维异形体的制作方法，涉及碳纤维体制备技术领域，包括：在芯模的外部均匀缠绕碳纤维布，并开设一个排液孔；将碳纤维壳体进行加热，芯模熔化，通过排液孔排出芯模熔化后的液体；使液氮接触碳纤维壳体的非受力壁，并在碳纤维壳体的受力壁上预制一层金属熔融液；本发明中通过在碳纤维壳体的受力壁上预制一层金属熔融液并成型为金属层的方式，利用脆性较低、点受力较强的金属层去作为受力壁，避免了脆性高、点受力较弱的碳纤维与其他零部件的碳纤维或金属之间配合时，碳纤维易损坏的问题，且使液氮接触碳纤维壳体的非受力壁，避免了在浇铸金属熔融液时，高温金属熔融液对碳纤维壳体的热破坏。

技术领域

本发明涉及碳纤维体制备技术领域，特别是涉及一种航天、航空及消防的碳纤维异形体的制作方法。

背景技术

碳纤维是一种纤维状碳材料，它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。

碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料，碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。

但是当将碳纤维单独制作零件时，相对于复合材料来说可大大减少零件的重量，为了实现直接利用碳纤维制作所需的零部件，人们对碳纤维体的制作方法展开了研究，例如：申请号为“202011589162.5”，名称为“碳纤维复合材料排气管的制作方法”的发明专利公开了一种碳纤维复合材料的制作方法，包括制作排气管的上模、下模和芯模，其步骤为：将离型剂倒在擦拭纸上，在上模、下模的模腔内以及芯模上涂覆离型剂；在芯模上涂覆一层胶水，然后将气凝胶裁切好铺设一整圈在芯模上；在气凝胶的外侧依次铺设碳纤维预浸料；把芯模放置到上模和下模的模腔内，进行合模锁紧，然后进行加热固化；冷却脱模后，将排气管边角毛刺去除，表面喷耐高温漆，得到最终产品，其在芯模的外壁上涂覆气凝胶后，铺设碳纤维预浸料并通过加热固化使碳纤维复合材料成型，经过加工后即可得到最终的成品，实现了直接利用碳纤维制作所需的零部件，但是由于碳纤维自身的脆性较大且点受力较弱，当碳纤维自身受力时可能会导致其表面的微型破损，并不适合应用于消防、救援等领域，例如高压灭火器的灭火液喷射管、阀体等结构。

因此人们亟需一种既具有碳纤维材料本身优良的特性，又具备良好结构强度的航天、航空及消防的碳纤维异形体的制作方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种航天、航空及消防的碳纤维异形体的制作方法，以解决上述现有技术存在的问题，使碳纤维异形体既具有碳纤维材料本身优良的特性，又具备良好结构强度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种航天、航空及消防的碳纤维异形体的制作方法，包括以下步骤：

S1:将易熔性材料熔融凝固成型为所需异形体的芯模，所述易熔性材料的熔点小于碳纤维布的熔点；

S2:在所述芯模的外部均匀缠绕所述碳纤维布，缠绕形成碳纤维壳体，在碳纤维壳体的非工作面处开设一个排液孔；

S3:将所述碳纤维布壳体进行加热，使所述芯模熔化，通过所述排液孔排出所述芯模熔化后的液体；

S4:待所述碳纤维壳体冷却至常温时，使液氮接触所述碳纤维壳体的非受力壁，并在所述碳纤维壳体的受力壁预制一层金属熔融液；

S5:将预制有所述金属熔融液的所述碳纤维壳体置于密闭容器中，增加密闭容器内的压力，使所述金属熔融液牢固的附着在碳纤维壳体表面；

S6:待所述金属熔融液冷却成型后，取出所述碳纤维壳体并对其金属面进行精加工，进而得到碳纤维异形体。