[发明专利]一种高致密低导热耐高温碳纤维增强碳化硅/玻璃碳复合材料真空绝热板的制备方法

摘要

本发明提供一种高致密低导热耐高温碳纤维增强碳化硅/玻璃碳复合材料真空绝热板的制备方法，其特征在于包括以下顺序步骤：(1)在预制的低导热系数材料芯材表面包覆一层石墨纸；(2)在石墨纸表面缠绕碳纤维外壳形成预制体；(3)将预制体放入真空化学气相沉积炉中，炉内温度为900～1100℃，通入甲烷、氢气、氩气、氮气，沉积50～300h；(4)真空化学气相沉积炉升温到1000～1200℃，通入三氯甲基硅烷气体、氢气和氩气，沉积30～100h；(5)取出样品并放入到酚醛树脂溶液中，在150～300℃之间进行固化；(6)固化后，样品在惰性气氛炉内缓慢升温到900～1200℃，得到玻璃碳；(7)通入三氯甲基硅烷、氩气和氢气，在碳纤维外壳表面获得SiC涂层。

主权项

1.一种高致密低导热耐高温碳纤维增强碳化硅/玻璃碳复合材料真空绝热板的制备方法，其特征在于包括以下顺序步骤：(1)在预制的低导热系数材料芯材表面包覆一层石墨纸，石墨纸厚度为20～60μm，芯材气孔率为92～98％，孔隙尺寸为50nm～300μm；(2)在石墨纸表面缠绕碳纤维外壳形成预制体，碳纤维外壳由碳纤维预浸布组成，或经过编织的碳纤维构成，预制体厚度为2～10mm，气孔率为50％～60％；(3)将预制体放入真空化学气相沉积炉中，炉内压力为10～100Pa，炉内温度为900～1100℃，通入甲烷、氢气、氩气、氮气，沉积50～300h，停止通气，沉积完成后碳纤维外壳的气孔率降低到35％～45％；(4)真空化学气相沉积炉升温到1000～1200℃，通入三氯甲基硅烷气体、氢气和氩气，沉积30～100h，停止通气，沉积完成后碳纤维外壳的气孔率降低到15％～25％之间；(5)从真空化学气相沉积炉中取出样品并放入到酚醛树脂溶液中，放置2～15min后取出，在150～300℃之间进行固化，升温速率为0.5～5℃/min；(6)固化后，样品在惰性气氛炉内缓慢升温到900～1200℃，得到玻璃碳，升温速率为0.01～0.1℃/min，完成后碳纤维外壳气孔率降低到0.5％以下；(7)将步骤(6)完成的样品放入真空化学气相沉积炉中，通入三氯甲基硅烷、氩气和氢气，炉内压力为1～50Pa，沉积温度为1100～1200℃，沉积时间为5～10h，在碳纤维外壳表面获得SiC涂层；(8)样品性能检测，常温导热系数为0.01～1W/(m·K)，气孔率低于0.2％，耐温高于1000℃。