[實(shí)用新型]一種碳碳復(fù)合材料平板

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202021108736.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN213142376U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余超;甘晶晶;王順宇;楊德森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江星輝新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): D04H1/4242
• 分類號(hào): D04H1/4242;D04H1/46;D04H1/498;D04H1/559;D06C7/04;C04B35/83;C04B35/622
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 張榮義

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種碳碳復(fù)合材料平板，包括網(wǎng)胎層、短切纖維層、碳化基體，所述網(wǎng)胎層由30?120mm長(zhǎng)度的短切絲碳纖維經(jīng)過(guò)梳理、鋪網(wǎng)、針刺而成，所述短切纖維層由50?180mm長(zhǎng)度的短切纖維束組成，所述碳化基體填充在網(wǎng)胎層和短切纖維層的間隙中，碳化基體由樹(shù)脂碳化而成；本實(shí)用新型的單元層由短切纖維和網(wǎng)胎組成，然后通過(guò)針刺復(fù)合成整體；所以，整個(gè)工藝過(guò)程中少了碳纖維布的編制工藝，降低成本；同時(shí)，短切碳纖維絲束的長(zhǎng)度較短，因此可以利用一些邊角料碳纖維，市場(chǎng)采購(gòu)價(jià)格低，大大節(jié)約了成本，通過(guò)對(duì)預(yù)制體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使原材料成本、工藝成本大幅度降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及高溫?zé)崽幚眍I(lǐng)域，具體是一種碳碳復(fù)合材料平板。

背景技術(shù)

碳/碳復(fù)合材料是碳纖維及其織物增強(qiáng)的碳基體復(fù)合材料。具有低密度(2.0g/cm³)、高強(qiáng)度、高比模量、高導(dǎo)熱性、低膨脹系數(shù)、摩擦性能好，以及抗熱沖擊性能好、尺寸穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，是如今在1650℃以上應(yīng)用的少數(shù)備選材料，最高理論溫度更高達(dá)2600℃，因此被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的高溫材料之一。

碳碳復(fù)合材料可以按要求定制成板材、圓筒以及各種異型結(jié)構(gòu)，不同結(jié)構(gòu)的材料制作方法也有所不同。其中平板形狀的材料是生產(chǎn)中使用最多的。平板類碳碳復(fù)合材料的主流生產(chǎn)工藝有以下幾種：

工藝1、將碳纖維絲束編織成碳纖維布，將碳纖維布均勻涂覆或者浸潤(rùn)酚醛樹(shù)脂，制成碳纖維預(yù)浸布；然后裁剪成需要的規(guī)格尺寸，層疊到設(shè)計(jì)厚度，通過(guò)平板熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓固化成型，制成碳碳復(fù)合材料的預(yù)制體。將預(yù)制體進(jìn)行氣相法或者液相法增密，至要求密度，最后進(jìn)行一次高溫?zé)崽幚恚瓿?D結(jié)構(gòu)碳碳復(fù)合材料的生產(chǎn)；

工藝2、將碳纖維絲束編織成碳纖維布(經(jīng)緯布或者無(wú)緯布)，然后將碳纖絲束短切、梳理成碳纖維網(wǎng)胎，將網(wǎng)胎和碳纖維布交替鋪層，采用針刺的方式引入Z向纖維，將單元層結(jié)合成一個(gè)整體，制得碳纖維預(yù)制體；將預(yù)制體進(jìn)行氣相法或者液相法增密，至要求密度，最后進(jìn)行一次高溫?zé)崽幚恚瓿?.5D結(jié)構(gòu)碳碳復(fù)合材料的生產(chǎn)。

上述兩種現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題：

1.碳纖維布單元層之間的粘合力由樹(shù)脂決定,結(jié)合力較差，適用于一些對(duì)層間剪切強(qiáng)度要求不高的場(chǎng)合；碳纖維絲束編織成碳纖維布需要較高的成本，且要得到樹(shù)脂分布均勻的碳纖維布預(yù)浸料需要很高的生產(chǎn)設(shè)備要求，投入巨大。

2.通過(guò)網(wǎng)胎和針刺，單元層之間引入了Z向纖維，大大增強(qiáng)了層間的結(jié)合強(qiáng)度；由于碳纖維絲束需要編制成碳纖維布，該工藝過(guò)程成本較高。在編織過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生較多的很短的纖維絲束邊角料。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種碳碳復(fù)合材料平板，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種碳碳復(fù)合材料平板，包括網(wǎng)胎層、短切纖維層、碳化基體，所述網(wǎng)胎層由30-120mm長(zhǎng)度的短切絲碳纖維經(jīng)過(guò)梳理、鋪網(wǎng)、針刺而成，

所述短切纖維層由50-180mm長(zhǎng)度的短切纖維束組成，

所述碳化基體填充在網(wǎng)胎層和短切纖維層的間隙中，碳化基體由樹(shù)脂碳化而成；

進(jìn)一步的，所述碳化基體可有由酚醛樹(shù)脂或呋喃樹(shù)脂碳化而成；

進(jìn)一步的，所述碳化基體還可以為瀝青碳化而成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型的單元層由短切纖維和網(wǎng)胎組成，然后通過(guò)針刺復(fù)合成整體。所以，整個(gè)工藝過(guò)程中少了碳纖維布的編制工藝，降低成本；同時(shí)，我們短切碳纖維絲束的長(zhǎng)度較短，因此可以利用一些邊角料碳纖維，市場(chǎng)采購(gòu)價(jià)格低，大大節(jié)約了成本，通過(guò)對(duì)預(yù)制體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使原材料成本、工藝成本大幅度降低。

附圖說(shuō)明