[发明专利]复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及复合材料及其制备方法，该复合材料包括碳化铬坯体和附着于所述碳化铬坯体表面的碳涂层，其中所述碳化铬坯体的制备原料包括：碳化铬、粘结剂和润滑剂，所述碳化铬、粘结剂和润滑剂的质量比为(95～97)：(1～3)：(1～2)。本发明提供的复合材料兼具金属材料、陶瓷材料和碳纤维的优点，密度低、开孔率低、弯曲强度高，且外观良好、成本低。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别是涉及一种碳/碳化铬复合材料及其制备方法。

背景技术

材料的抗震、耐磨、耐热性能对刹车元件的性能起着关键作用。传统的刹车材料包括碳陶材料、金属材料和陶瓷材料等。其中碳陶材料的性能优异，但外观较差，需要再涂层以达到合格的外观；金属材料的耐磨性较好、硬度大，且价格便宜，但使用寿命较短、摩擦时会发出噪音，且质量重不利于轻量化设计；陶瓷材料的性能优异、质量轻，但价格昂贵。

因此，亟需一种同时具有高力学性能、低孔隙率、良好外观，且质量较轻、成本较低的复合材料。

发明内容

基于此，本发明的主要目的是提供一种复合材料，该复合材料密度低、弯曲强度高，且外观良好、成本低。

本发明的目的是提供一种复合材料，包括碳化铬坯体和附着于所述碳化铬坯体表面的碳涂层，其中所述碳化铬坯体的制备原料包括：碳化铬、粘结剂和润滑剂，所述碳化铬、粘结剂和润滑剂的质量比为(95～97)：(1～3)：(1～2)。

在其中一个实施例中，所述碳化铬中，碳元素的质量百分比为50％～60％，铬元素的质量百分比为40％～50％。

在其中一个实施例中，所述碳化铬的粒径为2微米～23微米。

在其中一个实施例中，所述粘结剂为聚乙二醇、酒精及液体石蜡中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述润滑剂为硬脂酸、酰胺蜡、丙烯酰胺及过硫酸铵中的一种或多种。

本发明的又一目的为提供一种复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

将所述碳化铬、粘结剂和润滑剂混合，压制成型，制备碳化铬生坯；

将所述碳化铬生坯进行干燥、烧结，制备碳化铬坯体；

采用碳源气体对所述碳化铬坯体进行化学气相沉积，形成碳涂层，制备复合材料。

在其中一个实施例中，所述干燥的温度为100℃～150℃，时间为0.5小时～2小时；及/或所述烧结的温度为1300℃～1600℃，时间为1.5小时～10小时。

在其中一个实施例中，所述化学气相沉积的气体包括碳源气体和稀释气体，碳源气体和稀释气体的体积比为(1～2)：(1.5～2)。

在其中一个实施例中，所述化学气相沉积的时间为80～100小时；及/或化学气相沉积时，所述碳化铬坯体表面的温度为1000℃～1800℃。

在其中一个实施例中，所述碳源气体为天然气、丙烯及乙烷中的一种或多种；及/或所述稀释气体为惰性气体。

本发明的再一目的为提供一种刹车材料，包括上述的复合材料。

相对于现有技术，本发明具有如下的优点及有益效果：

本发明提供的复合材料兼具金属材料、陶瓷材料和碳纤维的优点，密度低、开孔率低、弯曲强度高，且外观良好、成本低。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。下文给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。