[發(fā)明專利]一種彎曲狀納米炭纖維增強C/C復(fù)合材料的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011490295.7
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112479730A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇哲安;肖黎軍;王亞峰;黃啟忠
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/52;C04B35/622
• 代理公司: 長沙瀚頓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43223
• 代理人: 吳亮;朱敏

1.一種彎曲狀納米炭纖維增強C/C復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，將炭氈在酒石酸銅溶液中超聲浸漬一段時間，取出后烘干，其中酒石酸銅溶液的濃度為0.01-0.015mol/mL；

步驟S2，以乙炔為碳源、氮氣為保護氣體，控制乙炔流量為0.2-0.5L/min,在270-290℃、工作氣壓為50-80kPa條件下進行催化化學(xué)氣相沉積，在炭纖維上原位生長彎曲狀納米纖維，得到含彎曲狀納米纖維的炭氈；

步驟S3，以氮氣為保護氣體，在950-1050℃條件下對炭氈進行炭化處理，并保溫3-5h，得到含彎曲狀納米炭纖維的炭氈；

步驟S4，以丙烯為碳源、氬氣為載氣，對含彎曲狀納米炭纖維的炭氈進行CVI增密，得到彎曲狀納米炭纖維增強C/C復(fù)合材料；

CVI增密工藝中控制丙烯流量為1-2L/min、氬氣流量為1-2L/min，沉積溫度為920-1050℃，工作氣壓為2-7kPa。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲狀納米炭纖維增強C/C復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟S1中，超聲浸漬的時間為10-20min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲狀納米炭纖維增強C/C復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，催化化學(xué)氣相沉積工藝中，控制升溫速率＜3℃/min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲狀納米炭纖維增強C/C復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，催化化學(xué)氣相沉積的時間為30-60min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲狀納米炭纖維增強C/C復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，CVI增密過程采用自感應(yīng)加熱化學(xué)氣相沉積爐。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的彎曲狀納米炭纖維增強C/C復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，采用壓差法CVI增密。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的彎曲狀納米炭纖維增強C/C復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述自感應(yīng)加熱化學(xué)氣相沉積爐包括爐體、設(shè)于所述爐體內(nèi)由保溫氈圍合形成的反應(yīng)腔室、環(huán)繞保溫氈設(shè)置的通電線圈、用于檢測反應(yīng)腔室內(nèi)溫度的溫度檢測元件、設(shè)于反應(yīng)腔室內(nèi)的石墨工裝、與所述石墨工裝相對設(shè)置的石墨蓋板、依次貫穿爐體底壁、保溫氈底壁和石墨工裝的進氣管，所述石墨工裝與石墨蓋板之間用于堆疊環(huán)形炭氈，氣體通過所述進氣管進入環(huán)形炭氈、石墨工裝和石墨蓋板圍合形成的區(qū)域內(nèi)，并沿環(huán)形炭氈的徑向流動。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的彎曲狀納米炭纖維增強C/C復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述自感應(yīng)加熱化學(xué)氣相沉積爐還包括設(shè)于所述爐體的冷卻水入口、冷卻水出口、排氣閥以及尾氣出口。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的彎曲狀納米炭纖維增強C/C復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，炭化處理后的炭氈中彎曲狀納米炭纖維的直徑為20-240nm，長度為2-30μm。