[发明专利]一种用于热压烧结的碳碳复合材料圈及其制备方法

权利要求书

1.一种热压烧结用碳碳复合材料圈的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）以1-5°锥度的金属筒作为内芯，以一定张力在其上面缠绕浸渍过热固性树脂的碳纤维纱，缠绕到一定厚度后再缠绕幅宽与金属筒高度相同，浸渍过热固性树脂的碳纤维布，如此反复交替缠绕碳纤维布和碳纤维纱，最后进行加热固化，再从金属筒上取下，得到碳纤维增强热固性树脂基复合材料圆圈；

（2）将步骤（1）得到的圆圈套在胀紧扩内径模具中，然后放入热压烧结炉中，在氮气气氛下升温碳化扩张，冷却出炉后，拆开模具，得到碳碳复合圆圈；

（3）将步骤（2）的碳碳复合圆圈浸渍热固性树脂再进行加热固化，得到热压烧结用碳碳复合材料圆圈。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述金属筒为钢筒。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述热固性树脂为酚醛树脂或环氧甲阶酚醛树脂。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中张力的大小为5-10Kg。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中碳纤维纱缠绕的厚度为2-10mm，碳纤维布缠绕的厚度为1-3mm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述胀紧扩内径模具包括正6-12边锥形扩张压头、径向扩孔模块和垫环，所述径向扩孔模块由周向排列的6-12个花瓣状扩孔压块组合而成，组合完成后外侧为完整圆锥台侧面，内部为正6-12边锥台，用于放置正6-12边锥形扩张压头，垫环位于组合成完整锥台状的扩孔压块的下方，垫环内径略大于锥台最大内孔尺寸，垫环外径略小于锥台最大外径。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述升温碳化扩张具体为：在氮气气氛下，以0.1-0.5℃/分钟的升温速率升温至600℃，保温2-3小时后，继续以0.1-0.5℃/分钟的升温速率缓慢升温至1500-1900℃；在600℃保温结束后开始升温的同时开始对扩张压头施加压力，初始压力为4MPa，并以每升温100℃增加4MPa，当达到28MPa时保持此压力直至碳化结束。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述加热固化是在空气环境中120℃保温4-12h。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法制得热压烧结用碳碳复合材料圈。