一种高温炉用炭/炭复合材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102936148A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102936148A(43)申请公布日2013.02.20(21)申请号201210516556.7(22)申请日2012.12.05(71)申请人湖南博云新材料股份有限公司地址410000湖南省长沙市岳麓区高新技术产业开发区麓松路500号(72)发明人杨宇张红波左劲旅(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人赵青朵李玉秋(51)Int.Cl.C04B35/83(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书44页页(54)发明名称一种高温炉用炭/炭复合材料的制备方法(57)摘要本发明提供了一种炭/炭复合材料的制备方法，包括：a）提供炭纤维坯体；所述炭纤维坯体由至少两层炭纤维型材编制而成；b）将所述炭纤维坯体浸入树脂材料中，进行浸渍，得到预制件；c）将所述预制件进行预固化和热压固化成型得到成型件；d）将所述成型件进行炭化处理，得到炭/炭复合材料。本发明提供的制备方法制备的炭/炭复合材料层间结合力强，弯曲强度高，不容易分层开裂。CN10293648ACN102936148A权利要求书1/1页1.一种炭/炭复合材料的制备方法，其特征在于，包括：a）提供炭纤维坯体；所述炭纤维坯体由至少两层炭纤维型材编制而成；b）将所述炭纤维坯体浸入树脂材料中，进行浸渍，得到预制件；c）将所述预制件进行预固化和热压固化成型得到成型件；d）将所述成型件进行炭化处理，得到炭/炭复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：e）将步骤d）得到的炭/炭复合材料重复步骤b）和步骤d）操作2~5次。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，还包括步骤f）将步骤e）得到的炭/炭复合材料进行高温热处理。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a）中的炭纤维坯体通过以下方法制备：将至少一层平纹炭纤维型材和至少一层网状炭纤维型材叠层铺设，并连续针刺形成炭纤维织物；将所述炭纤维织物进行热处理，得到炭纤维坯体。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述炭纤维型材由聚丙烯腈基炭纤维、粘胶基炭纤维或沥青基纤维平铺或编制而成。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b）中的浸渍为真空浸渍或加压浸渍。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述树脂材料为酚醛树脂、呋喃树脂、环氧树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂中的一种或几种。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述树脂材料的炭收率为40%~60%。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c）具体为：c1）将所述预制件在60~120℃下进行预固化10~15h；c2）将所述预固化后的预制件在温度为130~250℃，压力为1~6MPa条件下热压固化，得到成型件。10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤d）中的炭化处理具体为：将所述成型件在氮气气氛中加热至800~1300℃，至所有树脂材料全部炭化结束。2CN102936148A说明书1/4页一种高温炉用炭/炭复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及复合材料制备领域，尤其涉及一种高温炉用炭/炭复合材料的制备方法背景技术[0002]近些年来，随着汽车，太阳能行业规模的不断发展扩张，带动了传统钢铁，有色冶金，粉末冶金及多晶硅产业的迅猛发展，而高温炉作为这些行业领域必不可少的设备，其市场规模也得到了巨大的发展，这直接导致了高温炉用热场材料需求量的增加。传统的高温炉用热场材料（包括结构件，发热体等）多采用石墨材料，而传统石墨材料由于强度低，热膨胀系数较大，加工性能较差，而且随着技术的发展，高温炉设计尺寸的不断变大，在很多场合石墨材料已经不能满足设计加工的需要。而炭/炭复合材料作为一种性能优异的高温结构材料，具有重量轻，韧性好，耐烧蚀，抗热冲击性好，热膨胀系数小，外形可设计性强及良好的加工性能，在高温炉用热场材料领域具有广阔的应用前景。[0003]目前，高性能炭/炭板材的主要制备方法有两种，一种是采用化学气相沉积工艺制备，该方法生产周期长，对设备要求高，而且不适合大尺寸薄型平板件的制备。另外一种工艺则是采用炭布叠层热压制备，目前国内制备炭/炭板材多采用该工艺，但是由于该工艺采用炭布叠层作为预制体，炭布与炭布之间缺乏层间结合力，所以该工艺制得的炭/炭板材抗弯强度较低，当承受横向剪切时，容易出现分层开裂的问题。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题在于提供一种层间结合力强，弯曲强度高，不容易分层开裂的炭/炭复合材料的制备方法。[0005]为了解决以上技术问题，本发明提供了一种炭/炭复合材料的制备方法，包括：[0006]a）提供炭纤维坯