[发明专利]一种深海高致密碳纤维陶瓷基耐压壳及制备方法

权利要求书

1.一种制备球形耐压壳的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)半球形耐压壳预制体的制备：

将碳纤维沿着半球形耐压壳的厚度方向通过调整纱线密度或编织角实现梯度孔的编织，使得纤维体积分数从54～51％递减到45～48％，得到半球形耐压壳预制体；所述的梯度孔是在半球壳厚度方向设置3～6个梯度，通过调整纱线密度或编织角使得每梯度的纤维体积分数改变1-3％；所述的梯度孔的编织中纱线密度的调整是控制纬纱密度不变，经纱密度由内向外逐层递减1-2根/cm；编织角的调整是由外向内逐层递减5-10°；

(2)半球形耐压壳的制备：

将步骤(1)得到的半球形耐压壳预制体进行除胶；之后采用CVI工艺在预制体表面沉积热解炭PyC界面层；然后采用PIP工艺在预制体表面继续沉积SiC基体，得到半球形耐压壳；

(3)球形耐压壳的制备：

将两个半球形耐压壳的端盖连接，密封；再在耐压壳外涂覆防水涂层，得到所述的球形耐压壳。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中半球形耐压壳预制体的半径为100-300mm，厚度为3-15mm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中CVI工艺参数设置为：以丙烷为碳前驱体，氩气为载气，沉积温度800℃-1100℃，沉积时间1-9h；其中丙烷的流量为80-120mL/min；氩气的流量为80-120mL/min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中PIP工艺参数设置为：

采用聚碳硅烷作前驱体分子，将固体状聚碳硅烷溶解在二甲苯中，得到前驱体溶液；将预制体浸渍到前驱体溶液中，惰性气体氩气的保护下，在裂解温度800℃-1200℃的裂解炉中，经8-10次浸渍-裂解循环实现致密化，使得增重率控制在3％±2％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的防水涂层为聚氨酯防水涂料，黏度为9500MPa·s，在100℃固化8～12h成型。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的防水涂层的厚度为1-1.5mm。

7.权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的球形耐压壳。

8.权利要求7所述的球形耐压壳在深潜领域的应用。