[发明专利]催化CVD法制备碳纤维复合材料

摘要

本发明公开了一种催化CVD制备碳纤维复合材料的方法，具体步骤为：先将碳纤维进行预处理，对碳纤维表面加载催化剂，随后在真空碳管炉中进行中锻烧、还原以及沉积增密，最后经高温石墨化处理，冷却后即制得；本发明不仅保留了传统等温CVD一炉多件的优点，同时有效地提高了热解碳的沉积速率，是一种极具工业化前景的碳纤维复合材料制备技术。本发明的制备方法，步骤简单，容易实现。

主权项

催化CVD制备碳纤维复合材料，其特征在于，具体步骤如下：步骤1、在真空条件下，将碳纤维放入2100℃～2300℃环境中锻烧1.5h～2.5h，将锻烧后的碳纤维基体用硝酸和硫酸的混合溶液在50℃～70℃浸泡30min～90min，接着用去离子水冲洗至中性，最后烘干待用；步骤2、取8mL～10mL复合催化剂，加入浓度为2mol/L的氨水80mL～100mL，再加入20mL～40mL无水乙醇，搅拌使其混合均匀；步骤3、将步骤2制得的混合溶液转移到高压反应釜中，将步骤1所得的碳纤维预制体放入釜中浸渍10h～15h；步骤4、将步骤3中的反应釜浸入110℃～130℃的油浴中反应2h～3h；步骤5、用冷水对步骤4中的反应釜急冷，使其温度降至室温，取出碳纤维预制体，在不断翻动的情况下阴干；步骤6、将步骤5所得的试样转入真空碳管炉中锻烧、还原，得加载有金属催化剂Ni颗粒的碳纤维预制体；步骤7、将步骤6所得碳纤维预制体装载在真空碳管炉中，进行沉积增密。其中，主要工艺参数为：温度1200℃～1300℃，管道天然气气体流量范围为4L～6L，气氛压力控制约为1KPa～2KPa，沉积时间为40h～60h；步骤8、将步骤7所得沉积增密后的样品在2100℃～2300℃温度下高温石墨化处理2h～3h，自然冷却后即得成品。