[發(fā)明專利]一種高導(dǎo)熱高強度碳基復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711195003.5
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107915494B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮志海;樊楨;余立瓊;李興超;李煒
• 申請（專利權(quán)）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/622;B32B7/12;B32B9/00;B32B9/04;B32B33/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種高導(dǎo)熱高強度碳基復(fù)合材料，其特征在于，包括層疊的至少兩層碳/碳復(fù)合材料板，且相鄰兩層所述碳/碳復(fù)合材料板之間通過硅粘結(jié)劑粘接；

所述碳/碳復(fù)合材料板的增強體的導(dǎo)熱率大于600W/m·K，增強體為單層緞紋碳布或平紋碳布，厚度為0.1-1mm；

所述碳/碳復(fù)合材料板的密度不小于2.0g/cm³，厚度為0.1-1mm；

所述硅粘結(jié)劑的有效成分為直徑小于200nm、純度大于99％的硅粉；

將硅粉涂覆在碳/碳復(fù)合材料板表面，涂覆厚度為50-200微米，涂覆好硅粉的碳/碳復(fù)合材料板按涂覆面朝上疊層放好，未涂覆硅粉的碳/碳復(fù)合材料板放在疊層的最上面，隨后將疊好的碳/碳復(fù)合材料板放入石墨工裝中夾好，石墨工裝由兩塊平板石墨及石墨螺栓組成，螺栓均勻分布在平板四周，通過緊固石墨螺栓，可將疊好的碳/碳復(fù)合材料板固定并使各板之間緊密貼合，通過真空滲透反應(yīng)法實現(xiàn)所述硅粘結(jié)劑對所述碳/碳復(fù)合材料板的粘接。

2.一種高導(dǎo)熱高強度碳基復(fù)合材料的制備方法，用于制備權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱高強度碳基復(fù)合材料，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、以碳纖維布為增強體，采用氣相或液相碳前驅(qū)體對所述增強體進行致密化處理，得到致密碳/碳復(fù)合材料過程件；

步驟2、對所述致密復(fù)合材料過程件進行石墨化處理，得到碳/碳復(fù)合材料板；

步驟3、采用硅粘結(jié)劑對至少兩層所述碳/碳復(fù)合材料板進行疊層粘接，得到高導(dǎo)熱高強度碳基復(fù)合材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高導(dǎo)熱高強度碳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟1中所述的碳纖維布的室溫?zé)釋?dǎo)率大于600W/m·K。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高導(dǎo)熱高強度碳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟1中對所述增強體進行致密化處理的方法包括：化學(xué)氣相沉積法、化學(xué)氣相滲透法、液相前驅(qū)體浸漬裂解法、熱壓成型法中的一種或一種以上的任意組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高導(dǎo)熱高強度碳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟1所述的增強體為緞紋碳布或平紋碳布，厚度為0.1-1mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高導(dǎo)熱高強度碳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟2中所述的石墨化處理溫度為3000-3400℃，保溫時間不小于30min。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高導(dǎo)熱高強度碳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟2中所述的碳/碳復(fù)合材料板的密度不小于2.0g/cm³。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高導(dǎo)熱高強度碳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟3中所述的硅粘結(jié)劑包括直徑小于200nm、純度大于99％的硅粉。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高導(dǎo)熱高強度碳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟3中通過真空滲透反應(yīng)法實現(xiàn)所述硅粘結(jié)劑對所述碳/碳復(fù)合材料板的粘接。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高導(dǎo)熱高強度碳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述真空滲透反應(yīng)法的溫度為1250～1550℃，壓力小于1Pa，保溫保壓30-120min。