[發(fā)明專利]一種碳碳復合結(jié)構及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210678626.2 | 申請日： | 2022-06-15 |
| 公開（公告）號： | CN115160007B | 公開（公告）日： | 2023-06-06 |
| 發(fā)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;C04B35/524;C04B35/84 |
| 代理公司： | 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202 | 代理人： | 苗芬芬 |
| 地址： | 314100 浙江省嘉興市嘉*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 復合 結(jié)構 及其 制備 方法 | ||
1.一種碳碳復合結(jié)構的制備方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：提供筒狀編織模具，所述筒狀編織模具的周向上的側(cè)壁上設置有多個碳纖維束的編織模具；其中，所述多個碳纖維束間的間隙形成與所述編織模具的預設編織路徑，所述碳纖維束的外側(cè)還包覆有包覆層；
S2：在所述編織模具的側(cè)壁上，基于所述預設編織路徑對碳纖維進行編織，至形成的碳纖維層的厚度達到第一預設厚度；所述預設編織路徑包括第一編織路徑、第二編織路徑和第三編織路徑；所述步驟S2包括：在所述編織模具的側(cè)壁上，將所述碳纖維按照所述第一編織路徑、所述第二編織路徑和所述第三編織路徑在所述碳纖維束上進行交叉編織，至形成的碳纖維層的厚度達到第一預設厚度；其中，第一編織路徑為所述碳纖維以第一方向進行編織，第二編織路徑為所述碳纖維以第二方向進行編織，第三編織路徑為所述碳纖維以所述編織模具的周向進行編織，所述編織模具的周向為第三方向，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互交叉；
S3：在所述碳纖維層上噴涂樹脂固化劑，靜置一段時間，在所述筒狀編織模具上形成碳碳預制體結(jié)構；其中，碳碳預制體結(jié)構的密度為0.7-0.9?g/cm3；
S4：將所述碳碳預制體結(jié)構進行高溫石墨化處理，得到具有三維交織框架的低密度碳碳復合結(jié)構；
S5：對所述低密度碳碳復合結(jié)構進行增密、脫模和機械加工處理，至得到第一預設密度的目標碳碳復合結(jié)構；所述步驟S5包括：
S51：利用樹脂碳靶材對所述低密度碳碳復合結(jié)構進行氣相沉積；
S52：對氣相沉積后得到的碳碳復合結(jié)構進行浸漬和碳化處理，至低密度碳碳復合結(jié)構的密度達到第二預設密度，得到高密度碳碳復合結(jié)構；
S53：對所述高密度碳碳復合結(jié)構進行去皮處理，至所述高密度碳碳復合結(jié)構厚度為第二預設厚度；
S54：對去皮處理后的所述高密度碳碳復合結(jié)構重復執(zhí)行步驟S52，至所述高密度碳碳復合結(jié)構的密度處于預設密度范圍；
S55：對所述高密度碳碳復合結(jié)構進行高溫石墨化處理，得到碳碳復合結(jié)構；其中，所述預設密度范圍包括所述第一預設密度；
S56：對所述碳碳復合結(jié)構進行脫模和機械加工處理，得到第一預設密度的目標碳碳復合結(jié)構。
2.根據(jù)權利要求1中所述的碳碳復合結(jié)構的制備方法，其特征在于，所述碳碳預制體結(jié)構的重量=，所述碳碳預制體結(jié)構的體積=πt(D+t)，所述碳碳預制體結(jié)構的密度=；其中，D為筒狀編織模具的直徑，h為筒狀編織模具的高度，d1為碳纖維的直徑，d2為多個碳纖維束組成結(jié)構的直徑，t為碳碳預制體結(jié)構的厚度，m為碳纖維的重量，k為碳纖維層中每個單元層的厚度。
3.根據(jù)權利要求1中所述的碳碳復合結(jié)構的制備方法，其特征在于，所述第一預設密度和所述預設密度范圍均為1.5g/cm3-1.7g/cm3，所述第二預設密度為1.2g/cm3-1.5g/cm3。
4.根據(jù)權利要求1中所述的碳碳復合結(jié)構的制備方法，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向上編織的碳纖維與第三方向上編織的碳纖維的分布比例為（4-3）：（6-7）。
5.根據(jù)權利要求1中所述的碳碳復合結(jié)構的制備方法，其特征在于，所述步驟S4包括：
將靜置后的碳碳復合結(jié)構預制體進行高溫石墨化處理，所述包覆層經(jīng)高溫石墨化處理去除，所述碳纖維束形成沿所述碳纖維束的長度方向的支撐部，得到具有三維交織框架的低密度碳碳復合結(jié)構。
6.根據(jù)權利要求5中所述的碳碳復合結(jié)構的制備方法，其特征在于，所述碳纖維的直徑為6.5-11mm，具有所述包覆層的碳纖維束的直徑為2-5mm。
7.根據(jù)權利要求1中所述的碳碳復合結(jié)構的制備方法，其特征在于，所述碳纖維層的外徑為550-600mm，所述第一預設厚度為100-150mm，所述碳纖維層的高度1000-1500mm；所述碳纖維層的體積密度為0.7-0.8g/cm3。
8.一種碳碳復合結(jié)構，其特征在于，采用如權利要求1-7任意一項所述的碳碳復合結(jié)構的制備方法制得。
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