[發明專利]一種碳陶摩擦材料的制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110509693.7
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113248272B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 朱獻文;朱緯緯
• 申請（專利權）人: 廣州三的投資管理企業（有限合伙）
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/84;F16D65/12;F16D69/02;F16D65/04
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;郝傳鑫

1.一種碳陶摩擦材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

A)獲取以碳纖維為原材料制成的預制件；

B)以丙烯為碳源氣體，以氬氣為載氣，采用化學氣相沉積滲透工藝在所述預制件上進行沉積增密，制備成碳基體；

C)以聚碳硅烷為硅源制作浸漬液，將所述碳基體置于所述浸漬液進行浸漬，浸漬至預定時間后，通入保護氣體進行高溫裂解，重復浸漬-高溫裂解操作，直至獲取預定密度的中間體；

D)在石墨坩堝中放置硅顆粒，利用石墨棒將所述中間體置于所述石墨坩堝中，并使得所述中間體與所述硅顆粒隔開，將硅顆粒加熱至蒸發狀態，在真空條件下，引導氣態硅滲透進所述中間體的不同側面，進行均勻的氣相滲硅反應，得到碳陶摩擦材料；

其中，引導氣態硅滲透進所述中間體的不同側面，進行均勻的氣相滲硅反應的具體步驟為：將所述硅顆粒放置于所述石墨坩堝側邊的蒸發腔中，將所述石墨棒跨設在所述石墨坩堝中部的滲透腔中，以支撐所述中間體形成騰空狀態，在加熱燒結中，所述蒸發腔形成的所述氣態硅經過通孔進入所述滲透腔中，以使所述氣態硅與所述中間體相對的側面進行滲透反應，

其中，引導氣態硅滲透進所述中間體的不同側面，進行均勻的氣相滲硅反應的步驟所采用的氣相滲硅裝置為：包括反應容器、支撐桿以及蓋體，所述反應容器和所述蓋體為石墨坩堝，所述支撐桿為石墨棒，所述蓋體設于所述反應容器的開口處，以使所述反應容器形成密封空間，所述反應容器的內部設有用于隔分出滲透腔和蒸發腔的分區板，所述分區板從底面往開口方向延伸，所述滲透腔位于兩側所述蒸發腔之間，所述分區板設有若干個用于連通所述滲透腔和所述蒸發腔的通孔，所述支撐桿跨設于兩側所述分區板之間。

2.如權利要求1所述的碳陶摩擦材料的制備方法，其特征在于，在步驟A)中，所述預制件為立體針刺氈結構，以垂直交錯的無緯布層和網胎層作為鋪層單元，逐層鋪層并在厚度方向上進行針刺，以形成所述預制件。

3.如權利要求1所述的碳陶摩擦材料的制備方法，其特征在于，在步驟B)中，所述化學氣相沉積的爐壓為1.5KPa-2KPa，反應溫度為950℃-1000℃，獲取的所述碳基體密度為1.2g/cm³-1.5g/cm³。

4.如權利要求1所述的碳陶摩擦材料的制備方法，其特征在于，在步驟C)中，利用所述聚碳硅烷與二甲苯混合成所述浸漬液，并加入至浸漬裂解爐，將所述碳基體置于所述浸漬液進行浸漬，在真空條件下，浸漬的預定時間為1-2小時。

5.如權利要求4所述的碳陶摩擦材料的制備方法，其特征在于，在步驟C)中，浸漬完成后，放出浸漬液，通入氬氣作為保護氣體進行高溫裂解，裂解溫度為1200℃-1300℃，獲取所述中間體。

6.如權利要求5所述的碳陶摩擦材料的制備方法，其特征在于，在步驟C)中，所述預定密度為1.7g/cm³-1.8g/cm³。

7.如權利要求6所述的碳陶摩擦材料的制備方法，其特征在于，在步驟D)中，將所述硅顆粒放置于所述石墨坩堝兩對稱側邊的蒸發腔中，或者將所述硅顆粒放置于所述石墨坩堝四周側邊的蒸發腔中。

8.如權利要求1所述的碳陶摩擦材料的制備方法，其特征在于，在步驟D)中，所述蒸發狀態的反應溫度為1600℃-1700℃。

9.一種如權利要求1-8任一項所制備碳陶摩擦材料的應用，其特征在于，所制備碳陶摩擦材料的應用包括用作汽車或者軌道交通系統的制動部件的應用。