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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108840697A(43)申请公布日2018.11.20(21)申请号201810697631.1(22)申请日2018.06.29(71)申请人航天材料及工艺研究所地址100076北京市丰台区南大红门路1号申请人中国运载火箭技术研究院(72)发明人张中伟刘宇峰许正辉李同起俸翔(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人范晓毅(51)Int.Cl.C04B35/83(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B38/00(2006.01)C04B35/84(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种碳/碳复合材料蜂窝及其制备方法(57)摘要一种碳/碳复合材料蜂窝及其制备方法,属于碳/碳复合材料技术领域。所述碳/碳复合材料蜂窝,包括碳纤维增强体和覆盖在所述碳纤维增强体表面的碳基体,其中所述碳纤维增强体为蜂窝结构,且所述蜂窝结构中L向具有连续碳纤维,W向也具有连续碳纤维。本发明的碳/碳复合材料蜂窝具有优异的热稳定性和力学性能,且满足航天领域轻量化要求;蜂窝主要性能参数满足平压强度≥8MPa、平压模量≥900MPa、L向剪切强度≥6.7MPa、L向剪切模量≥1500MPa、W向剪切强度≥4.5MPa,W向剪切模量≥730MPa,热膨胀系数0~0.2×10-6/K。CN108840697ACN108840697A权利要求书1/2页1.一种碳/碳复合材料蜂窝,其特征在于,包括碳纤维增强体和覆盖在所述碳纤维增强体表面的碳基体,其中所述碳纤维增强体为蜂窝结构,且所述蜂窝结构中L向具有连续碳纤维,W向也具有连续碳纤维。2.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料蜂窝,其特征在于,所述碳纤维增强体由T300-1K、T300-3K、T300-6K、T300-12K、T700-6K、T700-12K、T800-6K或T800-12K聚丙烯腈基碳纤维中的一种或一种以上组合制成。3.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料蜂窝,其特征在于,所述碳纤维增强体的蜂窝壁上具有30-60°方向的连续纤维。4.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料蜂窝,其特征在于,所述蜂窝的芯格边长为2.75mm~15mm,蜂窝壁厚度为0.17mm~2mm。5.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料蜂窝,其特征在于,密度为100kg/m3~220kg/m3。6.一种碳/碳复合材料蜂窝的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、制备蜂窝结构的碳纤维增强体,所述蜂窝结构中L向具有连续碳纤维,W向也具有连续碳纤维;步骤2、采用酚醛树脂对所述蜂窝结构的碳纤维增强体进行浸渍、固化,得到固化维型的碳纤维增强体;步骤3、对所述固化维型的碳纤维增强体进行碳化、致密化处理,得到碳/碳复合材料蜂窝。7.根据权利要求6所述的碳/碳复合材料蜂窝的制备方法,其特征在于,步骤3中所述的对所述固化维型的碳纤维增强体进行碳化处理之前,还包括:在所述固化维型的碳纤维增强体的蜂窝芯格内插入芯模,所述芯模侧壁上设有沿蜂窝厚度方向延伸的气流通道。8.根据权利要求7所述的碳/碳复合材料蜂窝的制备方法,其特征在于,每个所述芯模的六个侧壁上均设有所述气流通道,且所述气流通道与所述固化维型的碳纤维增强体相接位置的宽度为所述芯模侧壁宽度的60-80%,深度为所述芯模的相对两个所述侧壁的距离的20-30%。9.根据权利要求6所述的碳/碳复合材料蜂窝的制备方法,其特征在于,步骤2所述的酚醛树脂为挥发性有机溶剂稀释的酚醛树脂,其中所述挥发性有机溶剂的质量百分比为10%~50%。10.根据权利要求6所述的碳/碳复合材料蜂窝的制备方法,其特征在于,步骤3所述的碳化,包括:先在280~320℃,保温1.5~3h,然后在540~560℃,保温1.5~3h,之后在800-900℃,保温2-4h,降至室温。11.根据权利要求10所述的碳/碳复合材料蜂窝的制备方法,其特征在于,以40-60℃/h的升温速率升温至180~220℃,以5-15℃/h的升温速率升温至280~320℃,以5~10℃/h的升温速率升温至540~560℃,以5~10℃/h的升温速率升温至640~660℃;以10-20℃/h的升温速率升温至800-900℃,以不大于100℃/h的降温速率降至室温。12.根据权利要求6所述的碳/碳复合材料蜂窝的制备方法,其特征在于,步骤3所述的2CN108840697A权利要求书2/2页致密化处理,包括:采用学气相沉积工艺进行致密化处理,其中碳源气体为甲烷、丙烯或丙烷中的一种或一种以上组合,通气速率为5~50L/min、压力为0.6~0.7kPa、沉积时间为100-400h。3CN108840697A说明书1/6页一种碳/碳复合材