[发明专利]碳/碳复合模具及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳/碳复合模具的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在钢模上包裹碳纤维材料，形成至少一层包裹层，然后在所述包裹层上缠绕长碳纤维以使所述长碳纤维呈螺旋状；所述螺旋状的长碳纤维中的相邻两个螺纹之间具有间隔，控制所述间隔的距离为0.5毫米~6毫米；再于所述螺旋状的长碳纤维上包裹碳纤维材料，得到第一碳/碳预制毛坯；所述碳纤维材料每次出现时，分别独立地选自碳纤维单向布或碳纤维网胎；（2）在所述第一碳/碳预制毛坯上重复进行步骤（1）的包裹和缠绕步骤n次，于200℃~500℃下烘烤2h~8h后脱除钢模，得到第二碳/碳预制毛坯；

其中，n为大于或等于1的整数；在步骤（1）和步骤（2）中的所述缠绕的步骤中，以所述钢模的同一端为缠绕起点，控制相邻两次缠绕的步骤的缠绕方向相反，相邻两次缠绕步骤形成的所述螺旋状的长碳纤维在所述钢模上的投影呈交错设置；当步骤（1）中形成所述包裹层的所述碳纤维材料包括碳纤维单向布时，所述螺旋状的长碳纤维的螺旋轴与所述碳纤维单向布中的碳纤维的经向相同，步骤（1）和步骤（2）中的包裹的碳纤维单向布中的碳纤维的经向相同；

（3）将所述第二碳/碳预制毛坯采用化学气相沉积法进行碳沉积，重复所述碳沉积的步骤3次，每次进行所述碳沉积的步骤的工艺参数如下：沉积温度为900℃~1300℃，沉积时间为20h~300h，沉积气压为500Pa~2000Pa，得到碳/碳复合模具。

2.如权利要求1所述的碳/碳复合模具的制备方法，其特征在于，所述长碳纤维选自1K碳纤维束、3K碳纤维束、6K碳纤维束和12K碳纤维束中的至少一种。

3.如权利要求1或2所述的碳/碳复合模具的制备方法，其特征在于，所述螺旋状的长碳纤维的螺旋轴与所述钢模的轴向平行或交错。

4.如权利要求1或2所述的碳/碳复合模具的制备方法，其特征在于，所述钢模包括钢模本体、第一挡板、第二挡板及支撑轴；

所述钢模本体为轴向两端开口的中空结构，所述第一挡板和所述第二挡板分别设于所述钢模本体的两端的开口；所述第一挡板和所述第二挡板分别设有安装孔，所述支撑轴安装于所述第一挡板和所述第二挡板的安装孔且贯穿所述钢模本体。

5.如权利要求4所述的碳/碳复合模具的制备方法，其特征在于，所述第一挡板和所述第二挡板沿远离所述钢模本体的方向设有凸台，所述凸台和所述支撑轴相互配合。

6.一种碳/碳复合模具，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的碳/碳复合模具的制备方法制得。

7.一种碳/碳复合模具，其特征在于，所述碳/碳复合模具包括相互嵌合的内模和外模，所述内模和/或所述外模采用权利要求1至4任一项所述的碳/碳复合模具的制备方法制得。

8.如权利要求6或7所述的碳/碳复合模具在制备热压制品中的应用。