[發(fā)明專(zhuān)利]C/C-SiC復(fù)合材料汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810877703.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109133956A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉軍;劉柏芊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳勒邁科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/80
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/80;C04B35/573;C04B35/83;C04B35/622;F16D65/12
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)哲力專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44288
• 代理人: 齊則琳;張雷

本發(fā)明公開(kāi)了一種C/C?SiC復(fù)合材料汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)的制備方法，包括：制備碳纖維預(yù)制體；將所述碳纖維預(yù)制體進(jìn)行熱處理；將熱處理后的所述碳纖維預(yù)制體制成多孔碳纖維預(yù)制體；將所述多孔碳纖維預(yù)制體進(jìn)行熱處理；將進(jìn)行熱處理后的所述多孔碳纖維預(yù)制體進(jìn)行機(jī)械加工，制得汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)半成品；將所述汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)半成品放入裝載有Si?Mo合金粉料和SiC粉的坩堝內(nèi)進(jìn)行陶瓷化處理，制得C/C?SiC復(fù)合材料汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)。本發(fā)明實(shí)施例突破了傳統(tǒng)化學(xué)氣相滲透法周期長(zhǎng)、孔隙大等的弱點(diǎn)，采用反應(yīng)熔滲法與CVI工藝相結(jié)合的工藝，提高C/SiC復(fù)合材料的致密度，也能有效阻止Si對(duì)C纖維的侵蝕作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)的制備方法，尤其涉及一種C/C-SiC復(fù)合材料汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)的制備方法。

背景技術(shù)

C/C體系復(fù)合材料具有密度低、耐熱性高、強(qiáng)度高、抗熱沖擊性高、彈性模量高等一系列優(yōu)點(diǎn)，從20世紀(jì)70年代出現(xiàn)在航空技術(shù)裝備最初的摩擦裝置，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、高鐵和汽車(chē)制動(dòng)、風(fēng)電工業(yè)以及體育領(lǐng)域，這些材料在惰性介質(zhì)和真空狀態(tài)下，即使在高達(dá)3000℃的溫度下，也能長(zhǎng)時(shí)間工作。盡管有一系列良好的性能，但其在溫度400℃且在氧化介質(zhì)的狀態(tài)下會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致材料的使用壽命及使用性能?chē)?yán)重下降，限制了其進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。與C/C剎車(chē)材料相比，C/SiC剎車(chē)材料由于引入適量碳化硅陶瓷硬質(zhì)材料作為基體，不僅保持了碳材料的優(yōu)異特性，還有效提高了材料的抗氧化性和摩擦系數(shù)，而且顯著改善了摩擦性能對(duì)外界環(huán)境介質(zhì)(潮氣、霉菌和油污等)的敏感性。德國(guó)宇航院(DLR)以高檔轎車(chē)剎車(chē)盤(pán)為應(yīng)用目標(biāo)，率先進(jìn)行了C/SiC剎車(chē)材料的研究。近年來(lái)美國(guó)四大剎車(chē)材料公司(Aircraft Braking Systems，Goodrich，Honeywell and Parker-Hannifin)組成陶瓷基復(fù)合材料航空剎車(chē)協(xié)會(huì)(CCAB)對(duì)陶瓷基復(fù)合材料作為航空剎車(chē)材料進(jìn)行了評(píng)估，認(rèn)為C/SiC復(fù)合材料將成為下一代航空剎車(chē)材料。C/SiC復(fù)合材料具有密度低、耐高溫、高強(qiáng)度、摩擦性能穩(wěn)定、磨損量小、制動(dòng)比大和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，從20世紀(jì)末開(kāi)始，已在保時(shí)捷(Porsche911Turbo)和新款?yuàn)W迪A8L、法拉利等高檔汽車(chē)上成功應(yīng)用，在汽車(chē)、高速列車(chē)和飛機(jī)等領(lǐng)域引起極大關(guān)注。

C/SiC復(fù)合材料可以通過(guò)液相法或氣相法制備。近年來(lái)也有研究者在傳統(tǒng)的制備技術(shù)基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新和改善，在降低成本和生產(chǎn)周期上取得一定成效，但其未降低纖維受損以及殘余Si這兩者導(dǎo)致材料力學(xué)性能降低等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種C/C-SiC復(fù)合材料汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)的制備方法，旨在解決現(xiàn)有C/SiC復(fù)合材料可以通過(guò)液相法或氣相法制備周期長(zhǎng)，成品質(zhì)量不好的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的之一采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種C/C-SiC復(fù)合材料汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)的制備方法，包括：

碳纖維預(yù)制體制備步驟，制備碳纖維預(yù)制體；

第一熱處理步驟，將所述碳纖維預(yù)制體進(jìn)行熱處理；

多孔碳纖維預(yù)制體制備步驟，將熱處理后的所述碳纖維預(yù)制體制成多孔碳纖維預(yù)制體；

第二熱處理步驟，將所述多孔碳纖維預(yù)制體進(jìn)行熱處理；

機(jī)加工步驟，將進(jìn)行熱處理后的所述多孔碳纖維預(yù)制體進(jìn)行機(jī)械加工，制得汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)半成品；

滲硅步驟，將所述汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)半成品放入裝載有Si-Mo合金粉料和SiC粉的坩堝內(nèi)進(jìn)行陶瓷化處理，制得C/C-SiC復(fù)合材料汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)。

進(jìn)一步地，所述滲硅步驟的實(shí)施方式為：將所述汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)半成品放入裝載有Si-Mo合金粉料與SiC粉的坩堝內(nèi)，采用包埋法，放入熔融滲硅爐內(nèi)進(jìn)行陶瓷化，出爐得到C/C-SiC復(fù)合材料汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)；