[发明专利]一种SiC泡沫内填充Cf

摘要

一种SiC泡沫内填充Cf/C‑玻璃碳超高温真空隔热圆管的制备方法，其特征在于包括以下顺序步骤：（1）在石英玻璃圆管模具的内外表面沿管长方向紧贴管壁缠绕碳纤维预浸布作为纤维外壳层；（2）将预制体放入高温裂解炉中裂解；（3）将处理后的预制体放入高温裂解炉中，通入丙烯、氩气，沉积得到热解碳；（4）将处理后的预制体放入装有酚醛树脂溶液的真空压力浸渍罐中加压浸渍；（5）将处理后的预制体在10~150℃之间进行缓慢固化；（6）固化后，将碳纤维编织件放入高温裂解炉中裂解；（7）脱模处理；（8）将SiC泡沫填充进中空的Cf/C‑玻璃碳外壳内，填充完成后用预浸布将断口包覆；（9）将步骤(8)完成的样品放入化学气相沉积炉中，通入三氯甲基硅烷、氩气和氢气，得到致密SiC涂层。

主权项

1.一种SiC泡沫内填充Cf/C‑玻璃碳超高温真空隔热圆管的制备方法，其特征在于包括以下顺序步骤：（1）在石英玻璃圆管模具的内外表面沿管长方向紧贴管壁缠绕碳纤维预浸布作为纤维外壳层，石英玻璃圆管模具长为1~30cm，内直径为10~100mm，壁厚2~10mm，缠绕完成后，石英玻璃圆管模具完全被碳纤维外壳包覆，内嵌的石英玻璃圆管模和碳纤维外壳共同构成预制体，单层预浸布厚度为0.1~1mm，单侧碳纤维外壳厚度为1~10mm；（2）将预制体放入高温裂解炉中，炉内压力为10~1000Pa，炉内温度为900~1100℃，通入氩气，保温 1~5h后停止通气，待炉内温度降低到室温后取出样品，测量得到碳纤维外壳的气孔率为50%~60%；（3）将处理后的预制体放入高温裂解炉中，炉内压力为10~1000Pa，炉内温度为900~1100℃，通入丙烯、氩气，沉积4~10h后停止通气，待炉内温度降低到室温后取出样品，测量得到碳纤维外壳的气孔率降为35%~45%；（4）将处理后的预制体放入装有酚醛树脂溶液的真空压力浸渍罐中，罐内压力为0.4~1.5MPa，放置2~5h后取出；（5）将处理后的预制体放入控温马弗炉中，在10~150℃之间进行缓慢固化，升温速率为0.01~1℃/min，待炉内温度降低到室温后取出样品；（6）固化后，将碳纤维编织件放入高温裂解炉中，炉内呈真空状态，样品从室温缓慢升温到900~1200℃，升温速率为0.01~0.1℃/min，得到玻璃碳待炉内温度降低到室温后取出样品，测量得到碳纤维外壳气孔率降低到0.5%以下；（7）脱模处理，在距离样品底部1~5mm处横向切断，然后将样品断口朝下悬置于高温裂解炉中，并在正下方放置一个耐高温容器，炉内压力为10~1000Pa，炉内温度为1500~2200℃，通入氩气， 1~5h后停止通气，待炉内温度降低到室温后取出样品，得到中空的Cf/C‑玻璃碳外壳；（8）将SiC泡沫填充进中空的Cf/C‑玻璃碳外壳内，填充完成后用预浸布将断口包覆，重复步骤(2)~(6)；（9）将步骤(8)完成的样品放入化学气相沉积炉中，通入三氯甲基硅烷、氩气和氢气，炉内压力为10~1000Pa，沉积温度为1100~1200℃，沉积时间为10~50h，在碳纤维外壳表面获得致密SiC涂层，待炉内温度降低到室温后取出样品。