[发明专利]碳纤维与热解碳基体中间相沥青过渡层复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种碳纤维与热解碳基体中间相沥青过渡层复合材料的制备方法。先将碳纤维预制体放在不锈钢浸渍罐中，用中间相沥青粉包埋后放入浸渍炉，在惰性气氛保护下进行真空浸渍，然后在碳化炉中，在惰性气氛保护下，采用不同升温速率分段升温、保温，进行碳化，然后放入化学气相沉积炉中用化学气相渗透法进行沉积，制成中间相沥青过渡层碳/碳复合材料成品。由于采用中间相沥青作为碳/碳复合材料中碳纤维与热解碳基体过渡层，在碳纤维与热解碳基体结合处形成强度适中的结合界面，提高了材料的力学性能。本发明所用浸渍法制备中间相沥青过渡层碳/碳复合材料，与现有技术相比，制备温度由800～1300℃降低到600～800℃，不再需要高温设备，降低了成本。

主权项

1、一种碳纤维与热解碳基体中间相沥青过渡层复合材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：1)首先将3K碳布按照设计大小进行裁剪，然后叠层并Z向穿刺在一起，制成碳纤维预制体，选取中间相含量约占沥青重量85％的中间相沥青粉备用；2)将上述碳纤维预制体放在不锈钢浸渍罐中，用上述中间相沥青粉包埋预制体后，放入浸渍炉；3)对浸渍炉抽真空，并将惰性气体通入浸渍炉置换炉内空气，对浸渍炉加热升温到200～400℃后保温0.5～1.5h后，通入0.5～1MPa的惰性气体并继续保温、保压0.5～1.5h，然后关闭电源、切断惰性气源，自然冷却至室温；4)将不锈钢浸渍罐从浸渍炉中取出，上端部用不锈钢盖板压住，放入碳化炉中，并在不锈钢盖板上铺一层碳粉后，对碳化炉加热升温，在2h内由室温自然升到250℃并保温0.5～1.5h，然后采用不同升温速率分段升温、保温，在250～800℃之间，升温速率控制在5～25℃/h范围内，每一阶段保温0.5～2.5h，整个碳化过程用惰性气体进行保护，惰性气体的压力为0.5～1MPa；5)从浸渍罐中取出碳化后的中间相沥青碳过渡层碳/碳复合材料，然后放入化学气相沉积炉中用化学气相渗透法进行沉积，制成中间相沥青过渡层碳/碳复合材料成品。