[發明專利]使用熔融瀝青和碳纖維單絲形成碳-碳復合預制體

有效

• 申請號: 201210392829.1
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN102976782B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: M·L·拉富里斯特;S·弗里斯卡;D·M·賴特
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 趙蘇林;萬雪松

在一個實施例中，一種方法包括將至少一根碳纖維分離形成多個碳纖維單絲，使瀝青熔化形成熔融瀝青，以及使所述多個碳纖維單絲與熔融瀝青混合以形成基本上均勻的碳纖維單絲混合物。在另一實施例中，一種方法包括使長度介于約6.35毫米至約50.8毫米的多個碳纖維單絲混合在熔融瀝青中以形成碳纖維單絲在熔融瀝青中的基本上均勻的混合物，其中所述多個碳纖維單絲的混合基本上不改變所述多個碳纖維單絲的平均長度。

技術領域

本文公開內容涉及碳-碳復合預制體。

背景技術

碳纖維增強碳材料，也稱為碳-碳(C-C)復合材料，是通常包括在碳材料基質中起增強作用的碳纖維的復合材料。C-C復合材料可以在很多高溫應用中使用。例如，航空航天工業采用C-C復合材料制造不同的航空器結構組件。示例性的應用包括火箭噴嘴、頭錐以及商用和軍用航空器的摩擦材料，例如制動摩擦材料。

發明概要

一般而言，本文公開內容涉及通過一種方法形成碳-碳復合預制體，該方法包括使多個碳纖維單絲混合在熔融瀝青中。在一些實施例中，使多個碳纖維單絲混合在熔融瀝青中導致形成碳纖維單絲與熔融瀝青的基本上均勻的混合物，其中所述多個碳纖維單絲在熔融瀝青中基本上為無規取向。在一些實施例中，使多個碳纖維單絲混合在熔融瀝青中是在混合器中進行的，該混合器使所述混合物混合而基本上不改變所述多個碳纖維單絲的平均長度(與混合之前相比)。

一方面，本文公開內容涉及一種方法，其包括將至少一根碳纖維分離(defibrillating)形成多個碳纖維單絲，使瀝青熔化形成熔融瀝青，和使所述多個碳纖維單絲與熔融瀝青混合形成基本上均勻的碳纖維單絲混合物。

另一方面，本文公開內容涉及一種方法，其包括使長度介于約6.35mm至約50.8mm的多個碳纖維單絲混合在熔融瀝青中以形成碳纖維單絲在熔融瀝青中的基本上均勻的混合物。根據該公開內容的這一方面，所述多個碳纖維單絲的混合基本上不改變所述多個碳纖維單絲的平均長度。

另一方面，本文公開內容涉及一種體系，其包括模具和布置在模具中的基本上均勻的混合物。根據公開內容的這一方面，該基本上均勻的混合物包括熔融瀝青和多個基本上完全分離的碳纖維單絲。

一個或多個實施例的具體細節將在所附的附圖和說明書下文中給出。公開內容的其他特征、目的和優點可以從說明書、附圖和權利要求中顯而易見地得出。

附圖說明

圖1是按照本文公開內容各方面的形成碳-碳復合預制體的實施例方法的流程圖。

圖2是布置在模具中的熔融瀝青與多個碳纖維單絲的混合物的示意圖。

發明詳述

通常，本文公開內容涉及形成碳-碳復合預制體的方法。

在一些情況下，碳化預制體通過將多段碳纖維前體材料針刺在一起，并使該碳纖維前體材料碳化形成碳化預制體來形成，所述碳纖維前體材料例如聚丙烯腈(PAN)或人造絲。然后使該碳化預制體經受多個致密化步驟以形成摩擦材料。例如，該碳化預制體可采用真空壓力浸漬(VPI)和/或樹脂傳遞模塑(RTM)用液體瀝青致密化，和/或可采用化學氣相沉積(CVD)/化學氣相滲透(CⅥ)用碳質材料致密化。這些步驟的每一個都耗時且成本高昂，得到的摩擦材料造價高昂且制備耗時。

根據本文公開內容的各方面，描述了形成碳-碳復合預制體(對比上述碳化預制體)的方法。該方法通常包括使多個碳纖維單絲與熔融瀝青混合。在一些實施例中，混合后，所述多個碳纖維單絲中基本沒有(例如，沒有或低于10％，例如介于約5％至約10％)碳纖維單絲以集束(bundle)的形式存在于混合物中(即，碳纖維單絲基本上完全分離)。在一些實施方式中，所述多個碳纖維單絲的混合可得到在熔融瀝青中基本上無規取向的多個碳纖維單絲。