[发明专利]一种碳基复合材料的制备方法

摘要

一种新型碳基复合材料的制备方法，具体以金属模板材料为模板，采用CVD工艺生长G，将得到的G/金属模板材料浸入催化剂前驱体水溶液中，后放入管式炉，在氢气气氛下加热至生长温度，采用CVD工艺生长CNT，将得到的CNT/G/金属模板材料浸入酸溶液中，刻蚀掉金属模板得到CNT/G预制体，采用CVI工艺进行PyC沉积，最后经高温石墨化形成以CNT、G和不同织构PyC构造成的CNT/G/PyC块体复合材料，相比碳纤维预制体，CNT/G预制体可对碳基体进行亚微米尺度上的全面改性和强化，本发明制备出的新型碳基复合材料具有质轻、易加工、高强韧、高导电和高导热的优异性能。

主权项

1.一种新型碳基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：以多孔金属材料为模板，采用CVD工艺热解含碳前驱体生长G，工艺条件为：含碳前驱体通入量0.1～500ml/min，反应温度900～1100℃，氩气流量10～1000ml/min，氢气流量10～1000ml/min，反应时间0.1～5h，降温速率5～20℃/min；步骤2：将步骤1得到的G/金属模板材料浸入催化剂前驱体水溶液中搭载催化剂，催化剂前驱体浓度为0.01～0.05g/ml，浸泡3～12h，后放入管式炉中，在氢气气氛下加热至生长温度，采用CVD工艺生长CNT，生长工艺条件为：含碳前驱体通入量0.1～1000ml/min，生长温度600～1000℃，生长时间0.1～3h，氩气流量100～1000ml/min，氢气流量0～1000ml/min，将得到的CNT/G/金属模板材料浸入酸溶液中，刻蚀掉金属模板得到CNT/G预制体；步骤3：采用CVI工艺对步骤2得到的预制体进行沉积PyC，工艺条件为：沉积温度1050～1150℃，甲烷20～50L/h，氮气100～300L/h，沉积时间30～200h；步骤4：将步骤3得到的材料放入石墨化炉中高温热处理，工艺条件为：温度1500～2500℃，时间1～12h，最终形成以CNT、G和不同织构PyC构造成的CNT/G/PyC块体复合材料。