[发明专利]一种碳/碳多孔坯体的制备方法

摘要

本发明涉及一种碳/碳多孔坯体的制备方法，通过对碳纤维预制体的热处理、浸渍液、碳纤维预制体采用真空压力浸渍，以丙烯或天然气作为反应气体在纤维预制体内沉积热解碳获得碳/碳多孔坯体，最后对制备的碳/碳多孔坯体进行高温热处理得到热处理后的碳/碳多孔坯体，该坯体制备的碳/陶刹车材料相对于传统坯体制备的碳/陶刹车材料具有比热容高、导热率高及良好的摩擦磨损性能。本发明工艺简单、重复性好，适于批量生产。

主权项

一种碳/碳多孔坯体的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤1，碳纤维预制体的制备将若干层的单层0°无纬布、胎网、90°无纬布、胎网依次循环叠加到碳纤维预制体的厚度，并通过接力针刺制备出碳纤维预制体；针刺密度为25～30针/cm2，体积密度为0.4～0.55g/cm3，其中胎网层与无纬布层的体积比约为1∶1～1∶3；步骤2，碳纤维预制体热处理将步骤1制备的碳纤维预制体放入热处理炉内，抽真空至≤1KPa时升温；当升温至1350～1450℃时，充Ar气进行保护；继续升温至1750～1850℃，保温进行热处理，得到经热处理的碳纤维预制体；步骤3，浸渍液配制将(10～20)wt％的陶瓷粉料、(1～5)wt％的添加剂、(0.1～1.0)wt％的分散剂和(74～88.9)wt％的水溶液进行混合，向混合液中加入氨水调节pH值为7～9，然后球磨得到流动性和稳定性良好的浸渍液，所述陶瓷粉料为六方氮化硼，粒度为(1.0～10)μm；所述添加剂为石墨粉料，粒度为(0.5～5)μm；所述分散剂为羧甲基纤维素钠；步骤4，碳纤维预制体浸渍将步骤2制备的经热处理的碳纤维预制体放入浸渍罐的底部，抽真空至≤1KPa时停泵，向浸渍罐中导入上述步骤3所述的浸渍液，并完全浸没所述碳纤维预制体；采用氮气对浸渍罐持续加压，压力为(0.2～1)MPa；浸渍完成后将浸渍后的碳纤维预制体进行烘干，得到经过改性的碳纤维预制体；步骤5，碳/碳多孔坯体制备采用化学气相渗透法对步骤4制备的改性的碳纤维预制体进行增密，沉积温度为950～1100℃，天然气流量为：(30～70)SLM，丙烷流量为：(5～20)SLM，沉积时间为：200～400h，得到增密后的碳/碳多孔坯体；步骤6，碳/碳多孔坯体高温热处理将步骤5制备的的碳/碳多孔坯体放入热处理炉内，抽真空至≤1KPa时升温；当升温至1350～1400℃时，充Ar进行保护；继续升温至1800～2500℃，保温进行热处理，得到热处理后的碳/碳多孔坯体。