[发明专利]一种受电弓用C/C复合材料滑条的制备方法

摘要

本发明涉及一种受电弓用C/C复合材料滑条的制造方法，属于电力机车用材料制备技术领域。本发明按炭布和炭毡质量比7.5‑93‑1，将单层0°无纬炭布，炭纤维网胎、90°无纬炭布、炭纤维网胎依次循环叠加后，采用接力式针刺的方法在垂直于铺层方向引入炭纤维束制成密度为0.3～0.6g/cm3的2.5D炭纤维针刺整体毡；然后通过在1500～2100℃进行前高温热处理后，进行化学气相沉积热解碳处理，直至得到密度为1.4～1.6g/cm3的C/C复合材料；接着依次通过预留尺寸的机械加工、聚合物浸渍‑炭化处理、石墨化处理后，按设计尺寸进行机加工得到成品。本发明工艺简单，所得产品的力学、电学性能优良，便于产业化应用。

主权项

一种受电弓用C/C复合材料滑条的制备方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一按炭布和炭毡质量比8：2，将0°无纬炭布、炭纤维网胎、90°无纬炭布、炭纤维网胎依次逐层循环叠加后，采用接力式针刺的方法在垂直于铺层方向引入炭纤维束制成密度为0.3～0.6g/cm3的2.5D炭纤维针刺整体毡；所述炭布为0°无纬布和90°无纬布；所述炭毡为炭纤维网胎；步骤二采用石墨工装将步骤一所得炭纤维针刺整体毡夹紧、固定后在高温热处理炉中进行前高温热处理，得到前高温热处理后的整体毡；所述前高温热处理的条件为：温度1800‑2000℃，时间3‑8小时，保护气氛为氩气气氛；步骤三将步骤二所得前高温热处理后的整体毡进行化学气相沉积热解碳处理，得到沉积均匀且密度为1.4～1.6g/cm3的C/C复合材料；其具体操作为：将步骤二所得前高温热处理后的整体毡固定在石墨工装上，所述石墨工装能调整体毡在沉积炉中的角度和位置；以甲烷、丙烯、天然气中的至少一种作为碳源气体，以氮气和/或氢气作为稀释气体，碳源气体与稀释气体的体积比为1:1～3，先沉积一段时间至整体毡增重0.4～0.6g/cm3后；以长度方向中心线为轴，旋转毡体，其旋转角度为1‑180度，继续沉积制得密度为1.4～1.6g/cm3的C/C复合材料；沉积时控制温度为800～1100℃；步骤四按设计滑条的尺寸进行机械加工，并预留加工余量后进行聚合物浸渍‑炭化处理，直至得到密度为1.7～1.9g/cm3的高密度C/C复合材料；步骤五在保护气氛下，对步骤四所得高密度C/C复合材料进行石墨化处理，石墨化处理时，控制温度为1800～2600℃；步骤六按设计滑条的尺寸进行机械加工后，清洗，得到成品。