[發明專利]一種碳化鋯膜碳纖維-陶瓷摩擦材料的制備方法

在審

• 申請號: 202010014717.7
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111285700A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 唐竹興
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/63;C04B35/565;C04B35/628;C04B41/89
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1.一種碳化鋯膜碳纖維-陶瓷摩擦材料的制備方法，其特征在于，將石墨化碳纖維進行滲碳處理后進行沉積碳化鋯處理制成碳化鋯膜碳纖維，再將碳化鋯膜碳纖維短切制成碳化鋯膜碳纖維粉，將碳化鋯膜碳纖維粉、金屬硅粉、陶瓷粉、碳粉均勻混合制成混合粉體，將混合粉體與混合溶液均勻混合制成漿料，將漿料充分攪拌后快速注入壓濾模具、快速壓濾保壓并加熱固化，經脫模、干燥后機械加工，再進行滲硅、氮化燒制成摩擦材料毛坯，再經精加工制成碳化鋯膜碳纖維-陶瓷摩擦材料，其中，陶瓷粉為碳化硅粉，碳化硼粉，碳化鈦粉，碳化鋯粉，碳化釩粉，碳化鑭粉，硼化鋯粉，硼化鉿粉，硼化鈦粉，氮化硅粉，氮化硼粉，氮化鋁粉，或上述兩種或兩種以上粉體的混合物，混合溶液為酚醛樹脂-乙醇溶液，合脂-乙醇溶液，酚醛樹脂-水溶液，具體步驟如下：

（1）將石墨化碳纖維在900~1100℃溫度下通入天然氣和氮氣的混合氣體，天然氣:氮氣的摩爾比為1:8~16，流量控制在100~1200 ml/min，滲碳處理1~10小時獲得碳膜碳纖維；

（2）將上述碳膜碳纖維在900~1100℃溫度下通入四氯化鋯、甲烷、氫氣和氬氣的混合氣體，四氯化鋯:甲烷:氫氣:氬氣的摩爾比為1:1~2:3~6:4~6，流量控制在100~1200ml/min，沉積碳化硅處理1~10小時獲得沉積碳化鋯膜碳纖維；

（3）將碳化鋯膜碳纖維短切制成長度為20μm-3mm的碳化鋯膜碳纖維粉；

（4）將碳化鋯膜碳纖維粉:粒度為0.5-100μm的金屬硅粉:粒度為0.5-100μm的陶瓷粉:粒度為0.5-100μm的碳粉以重量百分比為10-70:10-5:20-10:60-15的比例均勻混合制成混合粉體；

（5）將混合粉體:含混合物濃度為5-50%的混合溶液以重量百分比為50:30-100的比例均勻混合制成漿料；

（6）將漿料充分攪拌后快速注入壓濾模具、快速壓濾、保壓并在80-120℃的溫度下加熱固化，經脫模、干燥后機械加工制成尺寸精確的摩擦材料坯體；

（7）將摩擦材料坯體埋入滲硅料里，在真空氣氛下1500~1800℃的溫度下滲硅3~5小時制得摩擦材料毛坯，其中，滲硅料為粒度為2-5mm的單晶硅顆粒；

（8）將摩擦材料毛坯在1350~1700℃的溫度下氮化處理4~10小時并冷加工制得碳化鋯膜碳纖維-陶瓷摩擦材料。