[发明专利]碳纤维复合碳化硅纤维针刺预制体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于碳/碳化硅复合材料技术领域，具体涉及碳纤维复合碳化硅纤维针刺预制体制备技术。

技术背景

碳化硅纤维的最高使用温度达1800℃，其耐热性和耐氧化性均优于碳纤维，强度达1960MPa-4410MPa，在最高使用温度下强度保持率在80%以上，模量为176.4GPa -294GPa，化学稳定性好。与碳纤维复合后的增强材料，是高性能耐磨擦制动器的优选材料。

发明内容

为实现以上所述，本发明提供一种碳纤维复合碳化硅纤维针刺预制体的制备方法，所述制备方法如下：以碳化硅纤维平面方向增强，结合碳纤维网胎作为层间填充，逐层叠加，逐层针刺的准三维整体结构预制体，最终将预制体边缘加工到产品所需尺寸。针刺密度为5-45针/cm²，层间密度为1-20层/10mm。

进一步地，所述碳纤维网胎由纤维长度为30-100mm的短切碳纤维制成的无纺非织造物，其面密度为20-400g/m²，网胎碳纤维为≥6K。 

进一步地，所述碳化硅纤维平面方向增强为将连续碳化硅纤维在平面方向按一定方向铺设固定或经纬织物铺层，按设计的形状和厚度不同可进行多次多角度旋转铺设。

进一步地，所述逐层铺设的面密度为50-400g/m²，铺设角度为0°-180°。

进一步地，所述预制体体积密度为0.15～0.65g/cm³。

以碳化硅纤维平面方向增强，结合碳纤维无纺非织造织物作为层间填充，逐层叠加，逐层针刺的准三维整体结构预制体，突破了成型过程中碳化硅纤维高强度、高模量技术瓶颈，制备成碳/碳化硅复合材料，适合于各种恶劣环境，是大型港机、高层电梯升降机、石油钻井机械等设备的高性能耐摩擦制动材料。

具体实施方式

实施例1

在平面方向0°/90°铺放碳化硅纤维，形成面密度为330g/m²平面增强层，增强层上层铺设面密度为50g/m²的碳纤维网胎后沿垂直平面方向针刺，针刺密度为35针/cm²，逐层叠加，逐层针刺，制得厚度为20mm的碳纤维复合碳化硅预制体，其体积密度为0.50g/cm³。

本发明提供的一种碳纤维复合碳化硅纤维针刺预制体的制备方法，方法简单易行，能够突破现有技术的弊端，用于制备碳/碳化硅复合材料。

本发明所述的具体实施方式并不构成对本申请范围的限制，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够作出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。