[发明专利]ZrC有机前驱体改性高导热C/C复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种ZrC有机前驱体改性高导热C/C复合材料，属于化工材料技术领域。

背景技术

C/C复合材料是指以炭纤维或其织物为增强相，以化学气相渗透的热解炭或液相浸渍－炭化的树脂炭、沥青炭为基体组成的一种纯炭多相结构。它源于1958年，美国Chance－Vought公司由于实验室事故，在炭纤维树脂基复合材料固化时超过温度，树脂炭化形成C/C复合材料。

炭/炭（C/C）复合材料是一种新型高性能结构、功能复合材料，具有高强度、高模量、高断裂韧性、高导热、隔热优异和低密度等优异特性，在机械、电子、化工、冶金和核能等领域中得到广泛应用，并且在航天、航空和国防领域中的关键部件上大量应用。我国对C/C复合材料的研究和开发主要集中在航天、航空等高技术领域，较少涉足民用高性能、低成本C/C复合材料的研究。整体研究还停留在对材料宏观性能的追求上，对材料组织结构和性能可控性、可调性等基础研究还相当薄弱，难以满足国民经济发展对高性能C/C复合材料的需求。因此，开展高性能C/C复合材料的基础研究具有重大的科学意义和社会、经济效益。

国内在C/C复合材料研究方面历史较短, 材料研究基本上处于探索阶段。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种ZrC有机前驱体改性高导热C/C复合材料。

本发明的ZrC有机前驱体改性高导热C/C复合材料，其制备方法包括如下步骤：

1）将ZrC有机前驱体粉末均匀涂覆在C/C复合材料表面；

2）将C/C复合材料平铺于耐热模具内；

3）将耐热模具放入热压成型机中，快速升温至 500℃进行热模压成型；

4）恒压保温得到改性后的C/C 复合材料坯体；

5）对所得坯体进行炭化和石墨化处理。

优选地，

所述的步骤3）中，快速升温的速度为25-35℃/min。

所述的步骤4）中，所述的恒压保温的时间为6-8h。

所述的步骤5）中，所述的炭化处理温度为800-1200℃。

所述的步骤5）中，所述的石墨化处理温度为2500-3500℃。

本发明的ZrC有机前驱体改性高导热C/C复合材料是一种性能优良的高导热C/C复合材料，具有良好的高导热效果。

具体实施方式

实施例1

本发明的ZrC有机前驱体改性高导热C/C复合材料，其制备方法包括如下步骤：

1）将ZrC有机前驱体粉末均匀涂覆在C/C复合材料表面；

2）将C/C复合材料平铺于耐热模具内；

3）将耐热模具放入热压成型机中，快速升温至 500℃进行热模压成型；

4）恒压保温得到改性后的C/C 复合材料坯体；

5）对所得坯体进行炭化和石墨化处理。

所述的步骤3）中，快速升温的速度为25℃/min。

所述的步骤4）中，所述的恒压保温的时间为6h。

所述的步骤5）中，所述的炭化处理温度为1200℃。

所述的步骤5）中，所述的石墨化处理温度为2500℃。

实施例2

本发明的ZrC有机前驱体改性高导热C/C复合材料，其制备方法包括如下步骤：

1）将ZrC有机前驱体粉末均匀涂覆在C/C复合材料表面；

2）将C/C复合材料平铺于耐热模具内；

3）将耐热模具放入热压成型机中，快速升温至 500℃进行热模压成型；

4）恒压保温得到改性后的C/C 复合材料坯体；

5）对所得坯体进行炭化和石墨化处理。

所述的步骤3）中，快速升温的速度为35℃/min。

所述的步骤4）中，所述的恒压保温的时间为8h。

所述的步骤5）中，所述的炭化处理温度为800℃。

所述的步骤5）中，所述的石墨化处理温度为3500℃。

实施例3

本发明的ZrC有机前驱体改性高导热C/C复合材料，其制备方法包括如下步骤：

1）将ZrC有机前驱体粉末均匀涂覆在C/C复合材料表面；

2）将C/C复合材料平铺于耐热模具内；

3）将耐热模具放入热压成型机中，快速升温至 500℃进行热模压成型；

4）恒压保温得到改性后的C/C 复合材料坯体；

5）对所得坯体进行炭化和石墨化处理。

所述的步骤3）中，快速升温的速度为30℃/min。