[發(fā)明專利]一種受電弓滑板用復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310111822.2
• 申請(qǐng)日: 2013-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103192718A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂川俊;熊賢至;鄧聯(lián)譜;陳剛;金曦倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): B60L5/20
• 分類號(hào): B60L5/20;H01B1/22;D06M10/02;D06M11/74;D06M15/39;D06M15/41;D06M101/40
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1.一種受電弓滑板用復(fù)合材料，其特征在于，該受電弓滑板用復(fù)合材料的增強(qiáng)體為由炭纖維與銅絲采用三維編織方法混合編織而成的混合編織體。

2.如權(quán)利要求1所述的受電弓滑板用復(fù)合材料，其特征在于，制備混合編織體時(shí)，可采用的三維編織方法包括：準(zhǔn)三維針刺編織、四步法三維編織、二步法三維編織。

3.如權(quán)利要求1所述的受電弓滑板用復(fù)合材料，其特征在于，混合編織體的初始尺寸為100×30×25mm³-250×30×25mm³，混合編織體的初始密度為0.7-1.1g/cm³，所含銅的質(zhì)量百分比為18-36％，摩擦面上Cu的面積百分比為10-25％；

制備混合編織體時(shí)，選用的是聚丙烯腈碳纖維，選用的是導(dǎo)電性能優(yōu)良的紫銅絲，紫銅絲的直徑為0.1-0.5mm。

4.如權(quán)利要求1所述的受電弓滑板用復(fù)合材料，其特征在于，基體炭是包括熱解炭和樹(shù)脂炭?jī)煞N類型，熱解炭是通過(guò)CVI沉積包覆在銅絲的表面，樹(shù)脂炭是在沉積有一定量熱解炭的坯體中，通過(guò)高溫浸漬熱固性樹(shù)脂，然后依次經(jīng)固化、炭化殘留在受電弓滑板用復(fù)合材料中。

5.一種受電弓滑板用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟：

步驟一，對(duì)由炭纖維與銅絲編織而成的混合編織體進(jìn)行超聲波去油活化；

步驟二，采用丙烯作為沉積熱解炭的前驅(qū)體，以H₂作為稀釋氣體和爐壓調(diào)節(jié)氣，將超聲波去油活化后的混合編織體放入化學(xué)氣相沉積爐中進(jìn)行CVI沉積；

步驟三，將沉積有熱解炭的混合編織體放入真空-壓力浸漬罐中，以熱固性樹(shù)脂為浸漬劑，采用高壓浸漬工藝進(jìn)行處理后，依次經(jīng)固化、炭化后得到該復(fù)合材料。

6.如權(quán)利要求5制備方法，其特征在于，步驟一中，對(duì)由炭纖維與銅絲編織而成的混合編織體進(jìn)行超聲波去油活化的具體實(shí)現(xiàn)方法為：

將炭纖維與銅絲的混合編織體依次在稀堿溶液、稀酸溶液、蒸餾水、無(wú)水乙醇中超聲波清洗機(jī)中震蕩清洗，震蕩時(shí)間為3-8min，清洗后烘干備用。

7.如權(quán)利要求6制備方法，其特征在于，該制備方法通過(guò)弱堿溶液將混合編織體中殘留的油除凈；

該制備方法通過(guò)弱酸溶液將混合編織體中的銅絲活化，增強(qiáng)銅絲與熱解炭的結(jié)合力；

該制備方法通過(guò)蒸餾水將混合編織體中殘留的酸稀釋，使PH值為中性；

該制備方法通過(guò)乙醇將混合編織體中殘留的水排出。

8.如權(quán)利要求5制備方法，其特征在于，步驟二中，采用丙烯作為沉積熱解炭的前驅(qū)體，以H2作為稀釋氣體和爐壓調(diào)節(jié)氣，將超聲波去油活化后的混合編織體放入化學(xué)氣相沉積爐中進(jìn)行CVI沉積時(shí)，丙烯的流量為0.8-1.0L/min，氫氣流量為0.6-0.1L/min；沉積環(huán)境溫度在700～1080℃，不同溫度得到不同結(jié)構(gòu)的熱解炭，沉積壓力在2～7kPa，沉積時(shí)間為24-40h。

9.如權(quán)利要求5制備方法，其特征在于，步驟二中，在對(duì)混合編織體CVI沉積完成后，需測(cè)量所得坯體的密度，若其沒(méi)有達(dá)到1.2-1.5g/cm³，重復(fù)進(jìn)行CVI沉積，同時(shí)在進(jìn)行下次CVI沉積前，要對(duì)坯體進(jìn)行去焦處理。

10.如權(quán)利要求5制備方法，其特征在于，步驟三中，采用的熱固性樹(shù)脂有糠酮樹(shù)脂、熱固性酚醛樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂。