[发明专利]一种碳陶复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及新型复合材料的制备领域，特别是涉及一种碳陶复合材料。

背景技术

安全头盔、防爆服等是军事作战及防爆作业等领域中不可缺少的必要防护装备之一，安全防护装备不仅应满足耐冲击、强度高、防爆等基本防护性能，还应该具有质量轻、易穿着、耐高温、经济等优良的使用性能，想要制造具有上述优良性能的安全防护装备其制造材料的选择尤为重要。材料是工业之母，新产品的不断涌现，需要新材料不断更新提供补充，在现有的人类工业体系中，新材料的应用日益广泛，高强度材料独有的耐高温、耐摩擦、耐冲击、比重轻、坚硬等性能被特殊工业产品作为首选应用材料，尤其在航空航天领域是不可或缺的重要材料。高强度材料因制造工艺的特殊性，很难实现产品工业化和理想化，其产品单件较难满足所设计的大尺寸产品的需要。陶瓷材料也是常用的材料之一，陶瓷及高强度材料在生产过程中的主要困扰是设备放大及产品工业化问题。防护装备要满足经受一定压力和耐冲击及经久性使用要求，必须使用满足产品各项工业化技术指标需要的材料，研发一种节能环保、产品使用寿命高，提升产品质量，易穿着，易行路，重量轻，易制造的新的安全头盔，在世界形势动荡、安全形势十分严峻的今天，是一项迫切的重要任务。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种碳陶复合材料，使其重量轻、耐高温高压、耐磨损、材料环保、制造工艺简单、成本低，从而克服现有的防爆材料质量过重、耐高温高压性能差、制造复杂、成本高的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种碳陶复合材料，其制备方法为，把40-50重量份的碳纤维短切后与35-40重量份的W20陶瓷材料、2.5-4重量份的稀土材料、1重量份的沸石粉和7-9重量份的树脂混合，搅拌均匀，混合均匀后的原料放入模具中，将模具放入压力容器中加热至500度，然后从500-1850度分多个温度梯度进行阶段性加压，最后保持温度在1800-1850度停留20分钟后断电降温即可。

进一步的，所述的碳纤维为45重量份、所述的W20陶瓷材料为38重量份、所述的稀土材料为3重量份、所述的沸石粉为1重量份、所述的树脂为8重量份。

进一步的，进行500-1850度分多个温度梯度进行阶段性加压时，每150-200度为一个梯度，每个梯度停留时间为10-15分钟。

进一步的，所述的树脂为ABS树脂。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

本发明的碳陶复合材料可用作防爆炸头盔及全套保护服饰的制造材料。通过高温高压定性、致密工艺制备的碳陶复合材料耐冲击性好、耐高温，在高压和较大的冲击力下可最大限度的缓冲对身体冲击的伤害。本发明的碳陶复合材料制备工艺简单、操作方便，使用寿命长，产品质量好、可适用于批量工业化生产，为满足防爆炸头盔及全套保护服饰产品的特殊性能要求提供了可靠保证。

该材料质量轻，比重小，用于防爆材料领域有效解决了现有的防爆服装、用具质量大、过于笨重的不足，为在爆炸现场的部队战士、武警、警察、操作人员提供了生命安全防护，同时为方便指挥作战，为每个人配置了性能优越、方便的接收与指挥通讯系统。

本发明的碳陶复合材料每平方厘米耐压500公斤，具有用重型步枪10米内穿不透的耐抗冲击性能，物美价廉，材料来源易得等诸多优良性能。

具体实施方式

本发明提供一种碳陶复合材料，其制备方法为:把40-50重量份的碳纤维短切后与35-40重量份的W20陶瓷材料、2.5-4重量份的稀土材料、1重量份的沸石粉和7-9重量份的树脂混合，搅拌均匀，混合均匀后的原料放入模具中，将模具放入压力容器中加热至500度，然后从500-1850度分多个温度梯度进行阶段性加压，每150-200度为一个梯度，每个梯度停留时间为10-15分钟，最后保持温度在1800-1850度停留20分钟后断电降温即可。

较优的，所述的碳纤维为45重量份、所述的W20陶瓷材料为38重量份、所述的稀土材料为3重量份、所述的沸石粉为1重量份、所述的树脂为8重量份。

所述的树脂为ABS树脂。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。