[发明专利]一种碳陶复合材料的制备方法及其应用

摘要

本发明涉及一种碳陶复合材料的制备方法及其应用，特别涉及一种高动量运载系统制动所需碳陶复合材料的制备方法及其应用。其制备方法为：以密度为1.2‑1.5g/cm³的C/C复合材料为原料；将所述原料置于浸渍液Ⅰ中浸渍，浸渍后，在保护气氛下进行高温裂解，重复浸渍‑高温裂解操作，直至得到密度为1.85‑1.9g/cm³碳陶复合材料；然后对所得碳陶复合材料进行高温处理，直至碳陶复合材料的密度降至1.82‑1.88g/cm³，得到预成品；接着将预成品置于浸渍液Ⅱ中，浸渍完成后，在保护气氛下进行裂解，裂解后打磨，重复循环浸渍‑裂解‑打磨操作直至得到密度为1.93‑2.0g/cm³碳陶复合材料成品。

主权项

1.一种碳陶复合材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一以密度为1.2‑1.5g/cm3的C/C复合材料为原料；将所述原料置于浸渍液Ⅰ中浸渍，浸渍后，在保护气氛下进行高温裂解，重复浸渍‑高温裂解操作，直至得到密度为1.85‑1.9g/cm3碳陶复合材料；所述浸渍液Ⅰ由聚甲基硅烷和苯乙烯组成；所述高温裂解的温度为1000‑1300℃；所述浸渍液Ⅰ由苯乙烯与聚甲基硅烷质量比，苯乙烯：聚甲基硅烷＝10～20：100组成；所述聚甲基硅烷的平均质量为800～900、黏度为0.02～0.03cps；步骤二在保护气氛下，对步骤一所得碳陶复合材料进行高温处理，直至碳陶复合材料的密度降至1.82‑1.88g/cm3，得到预成品；所述高温处理的温度为1450‑1650℃；步骤二中，高温处理时，先以5‑10℃/min升温速率至1000℃后，再以3‑5℃/min升温速率至1450℃后，保温2‑4h，然后再以2‑3℃/min升温速率至1550℃‑1600℃，保温2‑3h，自然降温；步骤三将预成品置于浸渍液Ⅱ中，浸渍完成后，在保护气氛下进行裂解，裂解后打磨，重复循环浸渍浸渍液Ⅱ‑裂解‑打磨操作直至得到密度为1.93‑2.0g/cm3碳陶复合材料成品；所述浸渍液Ⅱ由硅粉和聚甲基硅烷按质量比10‑24∶100组成；所述裂解的温度为1200‑1300℃；步骤一中密度为1.2‑1.5g/cm3的C/C复合材料是通过下述方案制备的：将密度为0.5‑0.55g/cm3的2.5D针刺的炭纤维全网胎，置于沉积炉内，在保护气氛下进行化学气相沉积，直至其密度增加至1.2‑1.5g/cm3后，在2300‑2400℃高温处理2‑4h，得到所述密度为1.2‑1.5g/cm3的C/C复合材料；所述化学气相沉积时，控制炉内气压为2.0‑3.0KPa、温度为900～1000℃、控制碳源气体与稀释气体的体积比为1∶5‑1∶1，所述碳源为丙烯和/或天然气。