[實用新型]一種硬質碳纖維氈復合材料

有效

• 申請號: 201820936682.0
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN208517290U
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 甘晶晶
• 申請（專利權）人: 嘉興啟晟碳材料有限公司
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B41/87;C04B35/622;C04B35/84
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本實用新型涉及硬質碳纖維氈及其表面防護層的技術領域，尤其涉及一種硬質碳纖維氈復合材料，包括：碳纖維固化氈基體；碳化硅顆粒，所述碳化硅顆粒填充在所述碳纖維固化氈基體表面的微孔中；復合在所述碳纖維固化氈基體上的碳化硅涂層。填充在所述碳纖維固化氈基體表面的微孔中的碳化硅顆粒可以使碳纖維固化氈基體和碳化硅涂層更好地復合在一起，得到的硬質碳纖維氈復合材料的抗氧化性能和抗侵蝕性能更優，涂層與碳纖維固化氈基體的連接更為牢固，在高溫有氧環境中的使用壽命更長。

技術領域

本實用新型涉及硬質碳纖維氈及其表面防護層的技術領域，尤其涉及一種硬質碳纖維氈復合材料。

背景技術

碳/碳復合材料因具有高比強度、高比模量、耐燒蝕、耐腐蝕及優異的高溫力學性能，被廣泛應用于航空航天等領域。其中，低密度碳/碳復合材料(如硬質碳纖維氈)是單晶硅爐、多晶硅爐及很多高溫工業爐必不可少的保溫隔熱材料。然而，未做氧化處理的碳/碳復合材料在400℃以上的高溫有氧環境中，易發生氧化反應，且反應速度隨著溫度的升高而加快，使碳/碳復合材料結構強度降低，性能退化。同時，一些高溫工業爐冷卻用的惰性氣體中夾雜顆粒性物質，形成高速粒子流，會侵蝕爐襯材料的表面，縮短碳/碳復合材料的使用壽命。因此，為有效提高碳/碳復合材料的性能及使用壽命，需要在碳/碳復合材料表面形成抗氧化、抗侵蝕的防護層。

由于碳化硅密度低、硬度高、耐高溫、耐腐蝕，且與碳/碳復合材料有良好的物理、化學相容性，目前，碳化硅被廣泛用于碳質材料的抗氧化、侵蝕涂層。而制備碳化硅涂層的方法主要有等離子噴涂、包埋滲透法、溶膠-凝膠法、漿料涂覆法和化學氣相沉積等，其中，漿料涂覆法因其成本低、操作簡便，而備受關注。

比如：專利號為CN 103030424的中國專利介紹了一種碳質材料抗氧化涂層的制備方法，主要以無機硅溶膠代替傳統的有機樹脂類物質為載體，以單質硅粉為反應組元，同時在體系中加入適量的抗氧化陶瓷粉物質增強涂層，通過真空燒結形成抗氧化涂層。專利號為CN 103993474的中國專利提到一種硬質碳纖維氈表面碳化硅涂層的制備方法。在拋光打磨，超聲清洗烘干后的硬質碳纖維氈基體表面均勻涂覆石墨乳，經碳化和石墨化后在表層形成過渡石墨層，在石墨坩堝中放入硅粉，將處理后的基體置于石墨坩堝上，加熱熔化硅粉，進行硅熱蒸發，從而在硬質碳纖維氈基體表面生成碳化硅涂層。然而，上述兩種方法得到的含有涂層的碳質材料中，僅僅只包括獨立的碳質材料層和獨立的涂層，抗氧化性能并不好，涂層易脫落，在高溫有氧環境中的使用壽命較短。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型要解決的技術問題在于提供一種硬質碳纖維氈復合材料，這種硬質碳纖維氈復合材料的抗氧化性能較優，涂層不易脫落，在高溫有氧環境中的使用壽命較長。

本實用新型提供了一種硬質碳纖維氈復合材料，包括：

碳纖維固化氈基體；

碳化硅顆粒，所述碳化硅顆粒填充在所述碳纖維固化氈基體表面的微孔中；

復合在所述碳纖維固化氈基體上的碳化硅涂層。

優選的，所述碳化硅顆粒的粒徑為500～800nm。

優選的，所述碳化硅涂層的厚度為0.1～1mm。

優選的，所述碳化硅涂層的致密度為90～95％。

優選的，所述碳纖維固化氈基體與所述碳化硅涂層的結合力為10～15MPa。

優選的，所述硬質碳纖維氈復合材料的邵氏硬度為75～90HD。

優選的，所述硬質碳纖維氈復合材料的厚度為25～50mm。