[发明专利]一种高导热炭/炭复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种高导热炭/炭复合材料的制备方法，先把350‑500℃低温炭化的中间相沥青基炭纤维通过绕纱的方法制备成厚度为5‑50mm的X‑Y向正交铺层；再用PAN基炭纤维炭布把沥青基炭纤维铺层上下表面夹住，通过PAN基炭纤维丝束对其在Z方向进行穿刺，得到三维正交纤维预制体。再进行高温炭化和石墨化热处理，制得高导热炭/炭复合材料的预制体。对炭纤维预制体初步增密至1.30‑1.60g/cm‑3后，去除表面的PAN基炭纤维炭布层；液相浸渍热解增密至1.70‑2.10g/cm‑3，最终得到的炭/炭复合材料X或Y向的导热系数为200‑350W/(m·K)，抗弯强度为100‑250MPa。

主权项

1.一种高导热炭/炭复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)纤维预制体的编织：把350‑500℃低温炭化的中间相沥青基炭纤维制备成厚度为5mm‑50mm的X‑Y向正交铺层，所述的中间相沥青基炭纤维是经过熔融纺丝、不熔化、热处理工艺得到的连续长丝，初次炭纤维热处理温度为350‑500℃；然后利用PAN基炭纤维炭布把沥青基炭纤维铺层上下表面夹住，通过高强度的PAN基炭纤维丝束对其在Z方向进行穿刺增强铺层之间的强度，得到三维正交纤维预制体；2)纤维预制体的热处理：对上述预制体进行二步热处理，首先在800‑1700℃进行高温炭化，然后在2400‑3000℃进行石墨化，最终制得三维正交炭纤维预制体，即三维高导热炭/炭复合材料的预制体；3)纤维预制体的增密：首先通过化学气相渗透法对上述炭纤维预制体进行初步增密，增密至1.30‑1.60g/cm‑3后，通过机械加工去除复合材料表面的PAN基炭纤维炭布层；接着进行液相浸渍热解增密至1.70‑2.10g/cm‑3，最终得到的炭/炭复合材料X或Y向的导热系数为200‑350W/(m·K)，抗弯强度为100‑250MPa。