[发明专利]一种轴承用炭/炭-碳化硅复合材料的制备方法

摘要

本发明公开一种轴承用炭/炭-碳化硅复合材料的制备方法，制备方法包括以下步骤：将聚丙烯腈预氧化纤维经针刺炭化处理制成0.15～0.30g/cm³炭纤维整体毡，或将无纬布与网胎交替层叠经针刺炭化处理制成0.4～0.6g/cm³的无纬布炭纤维整体毡；采用化学气相渗透（CVI）和树脂浸渍裂解（PIP）综合工艺，制备出密度为1.35～1.75g/cm³的C/C多孔预制体，在Ar气保护气氛下进行2250～2600℃高温处理；抽真空条件后通入Ar气，升温至2200℃～2350℃进行熔融渗硅，并保温1.5小时。本发明是一种轴承用残余硅少、磨损率低的炭/炭-碳化硅（C/C-SiC）复合材料的制备方法。

主权项

一种轴承用炭/炭‑碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）用聚丙烯腈预氧化纤维经针刺制得炭纤维整体毡，或以无纬布与网胎交替层叠经针刺制得无纬布炭纤维整体毡；（2）将步骤（1）制得的炭纤维整体毡和无纬布炭纤维整体毡在900～1000℃进行炭化处理，得到密度为0.15～0.30g·cm^‑3的炭纤维整体毡和密度为0.4～0.6g/cm³的无纬布炭纤维整体毡；（3）采用化学气相渗透法进行增密，将经步骤（2）制得的所述炭纤维整体毡或无纬布炭纤维整体毡放入化学气相渗透炉中，升温至900～1100℃，通入C₃H₆气体与Ar气混合气体后制得C/C多孔预制体；（4）每次化学气相渗透工艺后对制得的C/C多孔预制体进行表面处理并重复步骤（3），直到C/C多孔预制体的密度为1.3～1.5g/cm³；（5）将步骤（4）中制备的材料在Ar气保护气氛下进行2350～2600℃高温处理；（6）将步骤（5）中制备的材料采用树脂浸渍裂解工艺进行增密，即用呋喃树脂进行浸渍‑固化‑炭化处理，在Ar气保护气氛下，对C/C多孔预制体进行2250～2600℃高温热处理制得密度为1.3～1.75g/cm³的C/C多孔预制体；（7）采用反应熔渗工艺对经步骤（6）制备的C/C多孔预制体进行熔融渗硅，即将C/C多孔预制体放入石墨坩埚中，添加Si粉，Si粉粒度为20～30μm，在高温炉中抽真空条件下后通入Ar气，炉温从室温升至2200～2350℃，保温1.5小时，液Si在负压作用下渗入C/C多孔预制体内部，并与基体C反应生成SiC基体，制备出C/C‑SiC复合材料。