[發明專利]一種高溫熱場用碳布預浸料疊層碳/碳圓環的制備方法

在審

• 申請號: 202210609900.0
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN115340398A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 李彩;宋力;于紅剛;李志軍;于少志
• 申請（專利權）人: 德州聯合拓普復合材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/622;D06H7/00
• 代理公司: 北京沃杰永益知識產權代理事務所(普通合伙) 11905
• 代理人: 楊杰

1.一種高溫熱場用碳布預浸料疊層碳/碳圓環的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：采用6k～50k的碳纖維編織成面密度為320～800g/m²的雙向碳布；

S2：將雙向碳布制備成酚醛樹脂基預浸料、預浸料自動化裁剪、整體疊層與錯縫拼接疊層相結合、固化后得到樹脂基碳纖維圓環，固化溫度150～180℃，壓力0.5～10MPa；

S3：將固化后的酚醛樹脂基碳纖維圓環在700～850℃進行碳化處理，保溫2～4h，碳化處理時，酚醛樹脂基碳纖維圓環上面施加壓力以保證其碳化后擁有較高的平整度，碳化后得到碳/碳圓環；

S4：將上述碳/碳圓環通過瀝青或樹脂真空浸漬-壓力浸漬-碳化工藝增密，其中壓力浸漬壓力1～3MPa；

S5：將增密后的碳/碳圓環在1900～2200℃進行石墨化處理，保溫2～4h，石墨化處理時，碳/碳圓環上面施加壓力以保證碳布預浸料疊層碳/碳圓環石墨化后具有較高的平整度；

S6：步驟S5得到的碳布預浸料疊層碳/碳圓環置于化學氣相沉積爐中，升溫至1000～1200℃，通入甲烷、丙烷等碳氫化合物，以氮氣或氬氣為稀釋氣體，控制爐壓為1000～5000Pa，進行10～30h表面涂層處理。

2.根據權利要求1所述的一種高溫熱場用碳布預浸料疊層碳/碳圓環的制備方法，其特征在于，所述步驟S1制備出來的碳布為雙向布，面密度為320～800g/m²。

3.根據權利要求1所述的一種高溫熱場用碳布預浸料疊層碳/碳圓環的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中酚醛樹脂基預浸料實現自動化裁剪、整體疊層與錯縫拼接疊層相結合。

4.根據權利要求3所述的一種高溫熱場用碳布預浸料疊層碳/碳圓環的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中預浸料自動化裁剪，疊層，碳/碳環表層以整張碳布預浸料疊層、內部以9～15片圓弧形狀碳布預浸料拼接疊層或圓弧形狀碳布預浸料與整張碳布預浸料交替疊層。

5.根據權利要求1所述的一種高溫熱場用碳布預浸料疊層碳/碳圓環的制備方法，其特征在于，所述步驟S3碳化和步驟S5石墨化處理過程中對碳/碳圓環施加壓力以保證其平整度。

6.根據權利要求1所述的一種高溫熱場用碳布預浸料疊層碳/碳圓環的制備方法，其特征在于，所述步驟S6得到的碳布預浸料疊層碳/碳圓環的厚度為1～30mm。

7.根據權利要求4所述的一種高溫熱場用碳布預浸料疊層碳/碳圓環的制備方法，其特征在于，所述步驟S2得到的樹脂基碳纖維圓環的密度為1.4～1.6g/cm³。

8.應用在如權利要求1-7任一所述高溫熱場用碳布預浸料疊層碳/碳圓環的制備方法的制備設備，包括機罩、基座、行進輥道以及一對對正輥輪，所述行進輥道安裝于基座上，一對所述對正輥輪安裝于行進輥道兩側，所述基座上設置有機罩，其特征在于，所述機罩中心開設有通道，一對所述對正輥輪安裝于通道內兩側，所述機罩上設置有切割組件；

所述切割組件包括：控制器、切割槽、切割刀、支架以及液壓缸；

所述機罩內設置有直線檢測組件，所述直線檢測組件一側連接有控制器，所述機罩頂面設置有切割槽，所述切割槽內插裝有切割刀，所述切割槽上設置有支架，所述支架上設置有伸縮槽，所述伸縮槽上嵌裝有液壓缸，所述液壓缸的伸縮端與切割刀連接；

一對所述對正輥輪外部設置有螺旋型結構的環板，一對所述對正輥輪兩端連接有一對驅動電機，一對所述驅動電機與控制器連接。

9.根據權利要求8所述的一種高溫熱場用碳布預浸料疊層碳/碳圓環的制備設備，其特征在于，所述直線檢測組件包括：檢測光源、光感應器以及安裝插座；

所述通道內且位于通道兩側分別設置有檢測光源以及光感應器，所述檢測光源與光感應器相互對應且分別與控制器連接，所述檢測光源以及光感應器上分別設置有安裝插座貫通機罩側壁，所述安裝插座由前端與后端組成，所述前端活動安裝于后端上，且后端為螺紋型結構。

10.根據權利要求8所述的一種高溫熱場用碳布預浸料疊層碳/碳圓環的制備設備，其特征在于，所述機罩兩側分別開設有插孔，所述插孔末端設置有承口型結構的螺紋槽，所述安裝插座螺紋連接插孔內。