[发明专利]一种C/C复合材料的制备方法

说明书

一、技术领域：

本发明属于化工领域的一种制备方法，主要用于一种C/C复合材料的制备。

二、背景技术：

C/C复合材料是一种由高强度碳素纤维和碳素基质构成的材料，具有强度大、耐热性强、抗热冲击阻力性能高、耐化学性强、热膨胀系数小、热导率低、纯度高等特点，可以广泛用于国防、航天、机械制造、汽车等领域。国内目前制造的C/C复合材料性能较差，质量不稳定，与国外同类产品相比有较大差距，且价格较高，急需要有一种高性能、低成本的C/C复合材料的制备工艺，以生产出该种产品，满足市场需求。

三、发明内容：

本发明的目的是提供一种C/C复合材料的制备方法，制造出高性能、低成本的C/C复合材料，满足国防、航天、机械制造、汽车等行业的要求。

该制备方法主要是采用碳纤维毡作为原料，经纯水漂洗，100-120℃烘干后置入真空发生器中，在真空发生器中以CH₃ArCH₂NH₂为前驱体，对碳纤维毡骨架进行渗透，渗透后的碳纤维毡在2500～2600℃温度下进行高温热处理，使之在高温条件下热解，形成热解碳渗入到碳纤维毡骨架材料中并沉积于碳纤维表面，之后，采用对间二甲苯系列化合物溶液对其进行浸渍，浸渍后所得的物料经700℃炭化，2800℃石墨化处理得到C/C复合材料。所制得的C/C复合材料拉伸强度大于150GPa，密度为0.38-0.42g/m³，热膨胀系数小于0.42×10^-6K^-1。

所述对间二甲苯系列化合物溶液为对间二甲苯、纯苯、辛醇、正丁醇、丙酮的混合液。

所述对间二甲苯系列化合物溶液中对间二甲苯、纯苯、辛醇、正丁醇、丙酮的配比为5∶5∶2∶2∶1.5。

本方法的主要有益效果是由于采用对间二甲苯系列化合物溶液对热解处理后的碳纤维进行浸渍，提高了热解碳在碳纤维毡上的附着强度，浸渍后进行高温热处理，进一步提高了所得C/C复合材料的拉伸强度。

四、具体实施方式：

该制备方法具体如下：采用碳纤维毡作为原料，经纯水漂洗，100-120℃烘干后置入真空发生器中，在真空发生器中以CH₃ArCH₂NH₂为前驱体，对碳纤维毡骨架进行渗透，CH₃ArCH₂NH₂的添加量为5-8％(占碳纤维毡的总重)，渗透时间为5-6小时，渗透温度为35-65℃，渗透后的碳纤维毡在真空发生器经2500～2600℃温度下进行高温热处理，CH₃ArCH₂NH₂在高温条件下热解，形成热解碳渗入到碳纤维毡骨架材料中并沉积于碳纤维表面，之后，将所得物料置入浸渍槽中，采用对间二甲苯系列化合物溶液进行浸渍，对间二甲苯系列化合物溶液的添加量为15-20％(占所得物料的总重)，浸渍液温度为30-50℃，浸渍时间为3-3.5小时，浸渍后所得的物料置入高频石墨化炉中经700℃炭化，2800℃石墨化处理得到C/C复合材料，所制得的C/C复合材料经检测后包装入库。

本发明一种C/C复合材料的制备方法主要工艺条件，见表一