[发明专利]碳/碳复合材料与金属材料复合炊具及生产方法

权利要求书

1.一种碳/碳复合材料与金属材料复合炊具，其特征是它包括碳/碳复合材料外层坯体、金属材料内层坯体及连接碳/碳复合材料外层坯体与金属材料内层坯体的连接层，所述的连接层为制备在碳/碳复合材料外层坯体表面的金属粒子层，所述的金属粒子层为碳/碳复合材料外层坯体经液相浸渍、煅烧还原步骤制备。

2.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料与金属材料复合炊具，其特征是所述金属粒子层的厚度为0.01μm～100μm。

3.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料与金属材料复合炊具，其特征是所述的金属材料内层坯体由合金或铜或铝或铁中的一种材料制备。

4.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料与金属材料复合炊具，其特征是所述复合炊具的碳/碳复合材料外层坯体、金属材料内层坯体界面的剪切强度为10MPa～50MPa。

5.一种碳/碳复合材料与金属材料复合炊具生产方法，其特征是它包括下列步骤：

⑴碳/碳复合材料外层坯体制备：将碳/碳复合材料坯体机加工成所需形状的碳/碳复合材料外层坯体，洗涤、烘干后备用；

⑵浸渍：将步骤⑴制得的碳/碳复合材料外层坯体放入装有含有至少一种金属离子的醇水溶液的容器中浸渍1h～50h，然后将溶液升温到80℃～150℃，保温1h～10h，冷却至室温后，将碳/碳复合材料外层坯体从容器中取出常温下阴干，即在碳/碳复合材料外层坯体表面制备金属盐涂层；

⑶连接层制备：将步骤⑵制得的碳/碳复合材料外层坯体放入还原炉中，在300℃～1200℃下，通入氢气进行煅烧还原，还原时间为1h～50h，之后冷却至常温，制得表面有金属粒子层的碳/碳复合材料外层坯体；

⑷金属材料内层坯体制备：将金属材料按所需结构和形状制成金属材料内层坯体，厚度为0.1㎜～5㎜，对金属材料内层坯体的连接面进行磨砂处理；

⑸复合处理：将步骤⑶制得的碳/碳复合材料外层坯体和步骤⑷制得的金属材料内层坯体过盈配合成一体，过盈量为0.02㎜～0.15㎜，且碳/碳复合材料外层坯体上的金属粒子层与金属材料内层坯体的连接面相邻，然后将其放入真空炉中，加热至500℃～2200℃，在0.01MPa～10 MPa压力下，保持10min～500min，使碳/碳复合材料外层坯体上的金属粒子层与金属材料内层坯体的连接面形成冶金结合，即制得碳/碳复合材料与金属材料复合炊具。

6.根据权利要求5所述的碳/碳复合材料与金属材料复合炊具生产方法，其特征是在步骤⑴中，洗涤、烘干前，将制得的碳/碳复合材料外层坯体放入高温炉中进行纯化处理，在真空或保护气氛条件下加热去除其中杂质，纯化温度为1800℃～2500℃，保温时间为2h～6h。

7.根据权利要求5所述的碳/碳复合材料与金属材料复合炊具生产方法，其特征是在步骤⑵中，所述含有至少一种金属离子的醇水溶液的配制方法为将至少一种金属盐溶于水中，无水乙醇的体积占溶液总体积的5﹪～30﹪，尿素水溶液占溶液总体积的5﹪～20﹪，水、无水乙醇和尿素水溶液的体积百分比之和为100﹪，溶液中加入0.5mol/L～3mol/L的尿素水溶液与无水乙醇，配制成金属离子总浓度为0.05mol/L～5mol/L的水溶液。

8.根据权利要求7所述的碳/碳复合材料与金属材料复合炊具生产方法，其特征是所述的金属盐为易溶于水的硝酸盐或硫酸盐或氯化盐中的一种或组合。

9.根据权利要求5所述的碳/碳复合材料与金属材料复合炊具生产方法，其特征是在步骤⑵中，所述的金属离子为铜离子或铝离子或铁离子或镍离子或镧离子或铬离子中的一种或组合。

10.根据权利要求5所述的碳/碳复合材料与金属材料复合炊具生产方法，其特征是在步骤⑶中，金属粒子层的厚度为0.01μm～100μm。