[發明專利]一種碳碳坩堝及其制備方法

在審

• 申請號: 202210412676.6
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114656271A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 劉時偉;胡士偉
• 申請（專利權）人: 浙江德鴻碳纖維復合材料有限公司
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/622
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 黃盼

本申請涉及碳碳坩堝技術領域，特別涉及一種碳碳坩堝及其制備方法，方法包括：將回收的碳纖維預制體處理，得到預制碳纖維網胎，并得到預制網胎氈層；將第一纏絲層以第一角度纏繞并將第二纏絲層以第二角度纏繞在第一纏絲層上，得到目標預制殼體；將碳纖維網胎層和預制碳纖維網胎依次針刺至目標預設殼體上，得到預設第二厚度的預制體；對預制體進行預固化、碳化和增密處理得到增密坩堝；對增密坩堝進行表面處理、浸漬和碳化處理，至密度達到第二預設密度，得到碳碳坩堝；本申請將預制網胎氈層分別針刺至復合層的兩側，這能夠在使用增密后碳碳坩堝表面孔隙被堵塞時，對預制網胎氈層進行減薄，避免浪費碳纖維原材料，進而降低生產成本。

技術領域

本申請涉及碳碳坩堝技術領域，特別涉及一種碳碳坩堝及其制備方法。

背景技術

長期以來，能源一直是各國經濟發展中的熱點問題。本世紀以來，由于石油、天然氣價格持升，各國能源問題空前緊張。綜觀全球各國的能源戰略和政策，可以看出很多的共同點。其中，首次把積極開發利用新能源和可再生能源，提高能源的利用效率，厲行節能政策提到了能源戰略的高度。

近幾年來，我國根據自身國情，制定了相應的能源戰略，積極引導新能源和可再生能源的開發利用，鼓勵相關產業的發展。特別是在太陽能光伏產業，取得了顯著的成績。我國光伏產業的快速發展，也給一些相關生產企業帶來了歷史性的發展機遇。單晶爐熱場關鍵零部件高純等壓石墨坩堝，使用量逐年遞增，由于熱場尺寸逐漸增大，石墨坩堝的缺點也日益暴露，綜合性價比更高的碳/碳坩堝開始進入市場，逐步替代石墨坩堝。

隨著碳纖維復合材料的應用越來越廣泛，其生產過程中，特別是碳纖維預制體裁切邊角料的產生也越來越多，存儲占地較大，作為固廢還需支付處理費用，目前碳纖維廢料的回收再利用也是碳/碳復合材料行業面臨的問題之一。目前已知的碳纖維復合材料回收工藝有：填埋法、焚化法和粉碎法。其中，焚化法雖然可以回收部分能量，但焚燒過程又需要燃燒大量能源，并且不利于環保。

因此，亟需提供一種改進碳碳坩堝及其制備方案，以克服上述現存問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本申請的提供了一種碳碳坩堝及其制備方法，本申請將回收的碳纖維預制體重新制成預設第一厚度的預制網胎氈層，并將兩個預制網胎氈層分別針刺至復合碳纖維布、第一纏絲層、第二纏絲層和碳纖維網胎的形成的復合層的兩側，這能夠在使用增密后碳碳坩堝表面孔隙被堵塞時，去除掉一定厚度的預制網胎氈層，這避免了浪費碳纖維原材料，進而降低了生產成本，而且也無需復雜的制作工藝，有利于工業化生產，使本申請的碳碳坩堝具有良好的市場應用前景。

本申請公開了一種碳碳坩堝的制備方法，所述方法包括：

S1：將回收的碳纖維預制體依次進行撕碎處理和網胎處理，得到預制碳纖維網胎；

S2：將預制碳纖維網胎針刺成型，得到預設第一厚度的第一預制網胎氈層；

S3：將復合碳布層置于第一預制網胎氈層上，針刺成型，得到側壁和底部之間具有弧形過渡部的預制殼體；

S4：將環向碳絲層纏繞在所述預制殼體的側壁上，將第一纏絲層以第一角度纏繞在所述環向碳絲層、所述復合碳布層的底部和弧形過渡部上；將第二纏絲層以第二角度纏繞在所述第一纏絲層上，得到目標預制殼體；

S5：將碳纖維網胎層和所述預制碳纖維網胎依次針刺至所述目標預設殼體上，得到預設第二厚度的預制體；

S6：對預制體依次進行預固化處理、碳化處理和增密處理，得到第一預設密度的增密坩堝；

S7：對所述增密坩堝進行表面處理、浸漬和碳化處理，至增密坩堝的密度達到第二預設密度，得到碳碳坩堝；其中，所述表面處理為對所述增密坩堝的內外表面進行減薄處理。

進一步地，所述S7步驟包括：