[发明专利]碳/碳-铜复合材料制备方法

摘要

碳/碳-铜复合材料的制备方法，以具有密度梯度的碳/碳复合材料为坯体，采用热等静压渗铜方法制备碳/碳-铜复合材料，使碳/碳-铜复合材料在厚度方向具有热膨胀系数梯度过渡。采用本发明的化学气相沉积方法，可有效控制碳纤维预制体沿厚度方向的增密速度，使预制体密度由表及里逐渐降低，获得具有密度梯度的碳/碳复合材料坯体；采用本发明，可制备厚度为0.1mm～5mm的碳/碳-铜复合材料，其厚度方向的线膨胀系数从1.5×10^-6/℃过渡到15.2×10^-6/℃；应用本发明得到的界面膨胀梯度过渡结构，可有效改善碳/碳复合材料与铜连接界面的膨胀失配，促进两者的可靠连接。

主权项

1.碳/碳-铜复合材料的制备方法，其特征在于：以具有密度梯度的碳/碳复合材料为坯体，采用热等静压渗铜方法制备碳/碳-铜复合材料，使碳/碳-铜复合材料在厚度方向具有热膨胀系数梯度过渡；主要包括：1)、具有密度梯度的碳/碳复合材料坯体制备a)以碳毡或碳纤维针刺整体毡为预制体，预制体的表观密度为0.1g/cm3～0.8g/cm3；b)将碳纤维预制体固定于石墨密封腔的开口端，使气流顺着碳纤维预制体表面流过；c)以C3H6为碳源气、N2为稀释气，控制C3H6∶N2体积比为1∶0.5～3；d)控制样品表面温度为900～1200℃、炉压为1～10kPa；2)、碳/碳复合材料坯体渗铜a)按合金元素重量百分比：Cu 86％～91％、Cr 8％～12％、Ni 1％～2％配制合金原料，采用真空感应熔炼方法制备铜合金；b)将碳/碳复合材料坯体和铜合金块同置于石墨容器中，再将石墨容器置于热等静压炉中；c)随炉升温至1350℃～1500℃，控制升温速度为15℃/min～20℃/min、炉压小于10Pa；d)在1350℃～1500℃，通入氩气加压至8MPa～9MPa，保温15min～30min；e)随炉冷却至500℃后撤压，至200℃出炉，即得具有膨胀梯度过渡结构的碳/碳-铜复合材料。