[发明专利]一种碳碳圆环的制备方法及碳碳圆环

权利要求书

1.一种碳碳圆环的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1:将第一碳纤维层和第二碳纤维层层叠设置于柱状模具上，针刺处理，得到套设在所述柱状模具上的碳纤维初制筒坯；

S2:对所述碳纤维初制筒坯进行预固化处理，脱模，得到碳纤维圆筒坯；

S3:采用化学气相沉积法对所述碳纤维圆筒坯进行增密处理，得到碳碳圆筒；

S4：对所述碳碳圆筒进行切割，得到多个圆环坯；

S5：采用液相树脂浸渍-碳化法对所述圆环坯进行增密处理，得到碳碳圆环坯；

S6：基于预设圆环规格对所述碳碳圆环坯进行加工处理，得到碳碳圆环。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一碳纤维层中径向的纤维长度大于所述第二碳纤维层的纤维长度；

所述第一碳纤维层与所述第二碳纤维层的质量分数比为3.5:1-4:1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述化学气相沉积法采用的沉积气体包括CH₄，沉积温度为950-1150℃，压力为4.2-4.4kpa，CH₄与N₂为3:1m³/h-7:2m³/h，沉积时长为70-150h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，对所述碳碳圆筒进行环切操作的切割缝隙为3-6mm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将所述圆环坯进行液相树脂浸渍-碳化法进行增密处理，得到碳碳圆环坯；包括：

将所述圆环坯置于惰性气体环境中，控制温度分段并匀速升温，直至温度上升至800-1000℃，保温3-5h，自然冷却，得到碳碳圆环坯。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述控制温度分段并匀速升温，直至温度上升至800-1000℃；包括：

控制温度从200-250℃匀速升温至630-670℃，升温时长为14-16h；

控制温度从630-670℃匀速升温至800-1000℃，升温时长为7-8h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S5之后，还包括：

将所述碳碳圆环坯置于预设真空环境中，控制温度匀速升温，直至温度上升至2000-2400℃，保温4-6h，自然冷却。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S6之后还包括：

对碳碳圆环表面进行热解处理，得到表面涂覆有抗氧化涂层的所述碳碳圆环。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纤维初制筒坯的外径为392-1312mm；

所述碳纤维初制筒坯的内径为288-1138mm；

所述碳纤维初制筒坯的体积密度为0.45-0.50g/cm³。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳碳圆环的内径为300-1150mm；

所述碳碳圆环的外径为380-1300mm。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳碳圆环的体积密度为1.2-1.35g/cm³；所述碳碳圆环的抗弯强度为80-100Mpa。

12.一种如权利要求1-11任意一项所述的碳碳圆环的制备方法制备得到碳碳圆环，其特征在于，包括固化层以及层叠设置的第一碳纤维层和第二碳纤维层。