[發明專利]國產炭纖維快速定向滲積制備高性能炭基復合材料的方法

有效

• 申請號: 200910093947.0
• 申請日: 2009-09-23
• 公開（公告）號: CN101671189A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 羅瑞盈;章勁草;李進松;燕瑛;張云峰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/622;C23C16/26
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種國產炭纖維快速定向滲積制備高性能炭基復合材料的方法，其特征在 于：該方法具體步驟如下：

步驟一：將炭纖維預制體放入硝酸中80℃氧化處理2小時；

步驟二：將炭纖維預制體放入快速定向滲積爐內，各炭纖維預制體之間墊入等 厚的石墨墊片；

步驟三：快速定向滲積爐爐體抽真空，電加熱石墨套筒和炭纖維預制體；

步驟四：通入碳源氣體和稀釋氣體，氣體混合有一定的體積比，氣體從爐底通 入，爐頂抽出，其流量根據裝入爐內預制體總重量調整，滲積爐內的壓力為 2kPa～10kPa；

步驟五：炭纖維預制體的滲積過程從炭纖維預制體內部向外表面逐漸推進，經 過120～200小時一次性滲積，即可制得高性能炭基復合材料，密度達到1.70 g/cm³～1.80g/cm³；

其中，在步驟三中所述的電加熱，控制炭纖維預制體外圍溫度達到 1100℃～1150℃，石墨套筒中心溫度達到1050℃～1100℃。

2.根據權利要求1所述的國產炭纖維快速定向滲積制備高性能炭基復合材料 的方法，其特征在于：在步驟一中所述的硝酸，為濃度67％～70％的工業硝酸。

3.根據權利要求1所述的國產炭纖維快速定向滲積制備高性能炭基復合材料 的方法，其特征在于：在步驟二中所述的等厚的石墨墊片，其厚度為 1.5mm～5mm，安放在預制體外緣的等距離放置。

4.根據權利要求1所述的國產炭纖維快速定向滲積制備高性能炭基復合材料 的方法，其特征在于：在步驟二中所述的將炭纖維預制體放入快速定向滲積爐內， 一次可安放炭纖維預制體30盤～50盤。

5.根據權利要求1所述的國產炭纖維快速定向滲積制備高性能炭基復合材料 的方法，其特征在于：在步驟二步驟中所述的炭纖維預制體，其初始密度為0.4 g/cm³～0.6g/cm³。

6.根據權利要求1所述的國產炭纖維快速定向滲積制備高性能炭基復合材料 的方法，其特征在于：在步驟三中所述的快速定向滲積爐爐體抽真空，其真空抽 至-0.1MPa。

7.根據權利要求1所述的國產炭纖維快速定向滲積制備高性能炭基復合材料 的方法，其特征在于：在步驟四中所述的碳源氣體為天然氣和丙烷混合氣，稀釋 氣體為氫氣；所述的氣體混合體積比是：天然氣和丙烷的體積比為7～9∶1；氫 氣和丙烷的體積比為1～3∶1。

8.根據權利要求1所述的國產炭纖維快速定向滲積制備高性能炭基復合材料 的方法，其特征在于：在步驟四中所述的流量根據裝入爐內預制體總重量調整， 是指控制每公斤預制體每小時所需碳源氣體天然氣和丙烷總重量為50g～100g。