[發明專利]一種碳/碳復合材料保溫硬氈的制備方法

有效

• 申請號: 201310403607.X
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103496997A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 姜召陽;楊村林;敖明;韓鋼;韓渤濤
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/622
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種碳/碳復合材料保溫硬氈的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟（一）、將碳纖維制備成碳纖維網胎，并將碳纖維網胎疊層針刺成碳纖維預制體；

步驟（二）、制備浸漬工裝，利用浸漬工裝將所述碳纖維預制體在樹脂浸漬液中浸漬，所述樹脂浸漬液為樹脂和酒精的混合液；

步驟（三）、將浸漬有樹脂浸漬液的碳纖維預制體進行晾曬；

步驟（四）、將晾曬后的碳纖維預制體依次進行固化、碳化和高溫提純處理，制備得到C/C復合材料保溫硬氈。

2.根據權利要求1所述的一種碳/碳復合材料保溫硬氈的制備方法，其特征在于：所述步驟（二）中的浸漬工裝為一端開口的容器，容器內由開口端向密閉端依次設置儲液槽（1）、移動托板（4）和接液槽（6），其中儲液槽（1）的下方設有第一放液閥（2），移動托板（4）的下方設有第二放液閥（5），所述移動托板（4）用于放置碳纖維預制體（3），可以從容器中沿水平方向移出或裝入，所述儲液槽（1）用于裝入樹脂浸漬液。

3.根據權利要求2所述的一種碳/碳復合材料保溫硬氈的制備方法，其特征在于：所述步驟（二）中利用浸漬工裝將所述碳纖維預制體在樹脂浸漬液中浸漬的具體方法如下：

（1）、將碳纖維預制體（3）放置在移動托板（4）上，并置于浸漬工裝容器中，位于接液槽（6）的上方、儲液槽（1）的下方；

（2）、打開儲液槽（1）下方的第一放液閥（2），使樹脂浸漬液從儲液槽（1）流出，淹沒碳纖維預制體（3）后關閉第一放液閥（2），靜置1～5min；

（3）、打開移動托板（4）下方的第二放液閥（5），使樹脂浸漬液流入接液槽（6）中，移動托板（4）托著碳纖維預制體（3）從容器中移出。

4.根據權利要求3所述的一種碳/碳復合材料保溫硬氈的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中移動托板（4）托著碳纖維預制體（3）從容器中移出后，另一件碳纖維預制體（3）放置在移動托板（4）上裝入容器，重復步驟（1）～（3），依次循環浸漬。

5.根據權利要求1所述的一種碳/碳復合材料保溫硬氈的制備方法，其特征在于：所述步驟（一）中碳纖維為瀝青基碳纖維或聚丙烯晴基碳纖維，碳纖維網胎面密度為100～200g/m²。

6.根據權利要求1所述的一種碳/碳復合材料保溫硬氈的制備方法，其特征在于：所述步驟（一）中碳纖維預制體的體積密度為0.10～0.18g/cm³，針刺密度為20～40針/cm²。

7.根據權利要求1所述的一種碳/碳復合材料保溫硬氈的制備方法，其特征在于：所述步驟（一）中所述碳纖維為12K以上大絲束碳纖維。

8.根據權利要求1所述的一種碳/碳復合材料保溫硬氈的制備方法，其特征在于：所述步驟（二）中樹脂浸漬液配制的質量比例為：樹脂：酒精=1:2～5；所述樹脂為酚醛樹脂，固含量為55～65%；所述酒精中乙醇含量大于95%。

9.根據權利要求1所述的一種碳/碳復合材料保溫硬氈的制備方法，其特征在于：所述步驟（三）中將浸漬有樹脂浸漬液的碳纖維預制體在室溫環境中或開放式暖房中晾曬，晾曬時間為24～120h。

10.根據權利要求1所述的一種碳/碳復合材料保溫硬氈的制備方法，其特征在于：所述步驟（四）中固化溫度為140～180℃，固化時間2～6h；碳化溫度750～900℃，碳化時間2～6h，升溫速率≤30℃/h；高溫提純處理溫度為1800～2500℃，處理時間2～6h，升溫速率≤100℃/h。

11.根據權利要求1所述的一種碳/碳復合材料保溫硬氈的制備方法，其特征在于：所述步驟（四）將碳纖維預制體固化、碳化和高溫提純處理后，進行表面處理，所述表面處理包括貼石墨紙、貼碳布或進行表面涂層處理。

12.根據權利要求11所述的一種碳/碳復合材料保溫硬氈的制備方法，其特征在于：所述表面處理后進行二次高溫提純處理，高溫提純處理溫度為1800～2500℃，處理時間2～6h，升溫速率≤500℃/h，以提純機加工和表面處理工序帶入的雜質。