CN101269981A - 高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法 - Google Patents

高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101269981A
CN101269981A CNA2008100180278A CN200810018027A CN101269981A CN 101269981 A CN101269981 A CN 101269981A CN A2008100180278 A CNA2008100180278 A CN A2008100180278A CN 200810018027 A CN200810018027 A CN 200810018027A CN 101269981 A CN101269981 A CN 101269981A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon
high temperature
charcoal
heat insulation
bottom board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008100180278A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101269981B (zh
Inventor
谢乔
肖志超
李永军
侯卫权
苏君明
彭志刚
孟凡才
姚西明
张涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chaoma Science & Technology Co Ltd Xian
Original Assignee
Chaoma Science & Technology Co Ltd Xian
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chaoma Science & Technology Co Ltd Xian filed Critical Chaoma Science & Technology Co Ltd Xian
Priority to CN2008100180278A priority Critical patent/CN101269981B/zh
Publication of CN101269981A publication Critical patent/CN101269981A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101269981B publication Critical patent/CN101269981B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法，该方法采用炭纤维平纹或斜纹布与薄炭纤维网胎交替铺层，轴向针刺制成低密度隔热底板预制体；通过糠酮树脂或酚醛树脂真空浸渍、固化、炭化致密隔热底板预制体，反复致密2－4次，密度达到≥0.50g/cm3时，致密工艺结束，在通入氯气或氟利昂的条件下，进行高温纯化处理，机加后即制备高温炉用炭/炭隔热底板。本发明的最大特点，一是致密工艺条件简化，降低了成本，并适用于大型尺寸制品的生产；二是树脂炭基体减小了炭/炭隔热底板材料的导热系数，提高了热场保温效果，节省能耗；三是炭/炭隔热底板材料的力学性能高，延长了使用寿命。

Description

高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法，属于高温炉用保温、隔热材料技术领域。
背景技术
传统的高温炉一般采用石墨隔热底板，高温炉的炉温一般在1000℃以上。在生产大直径的隔热底板时，传统石墨隔热底板成型困难，价格较高；石墨产品结构不太稳定，强度低，导热系数偏高，传统石墨产品易与高温炉内环境发生反应，使用寿命短，更换率高，从而降低了设备的利用率，增加了维修成本。
炭/炭复合材料具有质量轻、耐烧蚀性好、抗热冲击性好、导热系数低、损伤容限高、高温强度高等突出特点，用作高温炉用炭/炭隔热底板，与传统石墨产品比较，具有突出优点。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种工艺简单、致密度适当、材料使用性能优异的高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法，以制备结构稳定，导热系数低的高温炉用炭/炭隔热底板，提高产品的使用寿命，减少产品更换率。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)采用炭纤维平纹布或斜纹布与薄炭纤维网胎交替铺层，轴向针刺增强纤维制成全炭纤维三向结构预制体，其密度为0.20-0.40g/cm3；
(2)糠酮树脂或酚醛树脂浸渍-炭化致密：在-0.086～-0.098MPa的压力下，将步骤(1)中的全炭纤维三向结构预制体在浸渍罐中浸渍1.5-2.5小时，出罐后转入炭化炉进行炭化处理，制得炭/炭制品；
(3)当步骤(2)中的炭/炭制品密度＜0.50g/cm3时，重复步骤(2)；当步骤(2)中的炭/炭制品密度≥0.50g/cm3时，致密工艺结束；
(4)高温纯化处理：将步骤(3)中致密后的炭/炭制品放入纯化炉中，通入氯气或氟利昂反应气体，在高温1800～2600℃条件下对所述炭/炭制品进行高温纯化处理；
(5)对步骤(4)中高温纯化后的炭/炭制品进行机械加工，即制得高温炉用炭/炭隔热底板。
步骤(1)中所述炭纤维平纹或斜纹布为3K-24K炭纤维平纹或斜纹布，其中K代表丝束千根数。
步骤(1)中所述针刺密度为25～40针/cm2。
步骤(2)中所述炭化温度为800-1100℃。
步骤(5)中所述高温炉用炭/炭隔热底板的直径为500～1500mm，厚度为20～200mm。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)采用3K-24K炭纤维和网胎交替铺层，轴向(即铺层的厚度方向)针刺三向结构预制体，可增强隔热底板的强度和承受高温炉内环境的反复高温热震考验；
(2)采用糠酮树脂真空浸渍、炭化工艺，致密程度适当，可有效的降低高温炉用炭/炭隔热底板的导热系数、工艺一致性好，可实施性强，成本低；
(3)用该工艺技术制得的高温用炭/炭隔热底板具有重量轻，体积小，厚度薄，使用寿命提高2-3倍，减少更换部件的次数，从而提高设备的利用率，减少维修成本；
(4)现有设备具有固定的工作容积，而由于炭/炭复合材料具有优异的性能，与传统石墨产品相比，可以做得更薄，从而可以利用现有设备生产更多的产品，可节约大量新设备投资费用；
(5)在生产大直径的产品时，传统石墨产品成型困难，价格较高，而由于炭/炭复合材料具有优异的性能，生产大直径的产品时可采用炭/炭复合材料；
(6)用该工艺技术制得的高温炉用炭/炭隔热底板纯度高，用作高温炉用炭/炭隔热底板，与传统石墨产品相比，可以避免污染产品，提高产品的纯度和品质。
附图说明
图1为本发明制备的高温炉用炭/炭隔热底板的结构示意图。
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
具体实施方式
实施例1
(1)采用3K炭纤维平纹或斜纹布与薄炭纤维网胎交替铺层，轴向(即铺层的厚度方向)针刺成全炭纤维三向结构预制体，针刺密度为25针/cm2；全炭纤维结构预制体密度在0.20g/cm3；其中K代表丝束千根数。
(2)糠酮树脂真空浸渍、炭化致密工艺：在-0.086MPa的压力下，将步骤(1)中的全炭纤维三向结构预制体在浸渍罐中浸渍1.5小时出罐，转入炭化炉900℃进行炭化处理，制得炭/炭制品。
(3)炭/炭制品密度为0.50g/cm3时，致密工艺结束，在通入氯气或氟利昂1800℃条件下对炭/炭制品进行高温纯化处理。
(4)对步骤(3)中进行高温纯化处理的炭/炭制品机械加工后，即可制得直径为500mm，厚度为20mm的高温炉用炭/炭隔热底板。
经测试该隔热底板所用炭/炭复合材料的拉伸强度为40MPa，压缩强度为90MPa，弯曲强度为55MPa，剪切强度为30MPa，导热系数为6W/m·k(300K)。
实施例2
(1)采用6K炭纤维平纹或斜纹布与薄炭纤维网胎交替铺层，轴向(即铺层的厚度方向)针刺全炭纤维三向结构预制体，针刺密度为35针/cm2；预制体密度在0.30g/cm3；其中K代表丝束千根数。
(2)糠酮树脂真空浸渍、炭化致密工艺，在-0.092MPa的压力下，将步骤(1)中的全炭纤维三向结构预制体在浸渍罐中浸渍2小时，出罐后转入炭化炉950℃进行炭化处理，制得炭/炭制品。
(3)炭/炭制品密度为0.80g/cm3时，致密工艺结束，在通入氯气或氟利昂2300℃条件下对炭/炭制品进行高温纯化处理。
(4)对步骤(3)中进行高温纯化处理的炭/炭制品机械加工后，即可制得直径为800mm，厚度为70mm的高温炉用炭/炭隔热底板。
经测试该保温罩所用炭/炭复合材料的拉伸强度为45MPa，压缩强度为110MPa，弯曲强度为65MPa，剪切强度为35MPa，导热系数为8W/m·k(300K)。
实施例3
(1)采用12K炭纤维平纹或斜纹布与薄炭纤维网胎交替铺层，轴向(即铺层的厚度方向)针刺全炭纤维三向结构预制体，针刺密度为40针/cm2；预制体密度在0.40g/cm3；其中K代表丝束千根数。
(2)糠酮树脂真空浸渍、炭化致密工艺，在-0.098MPa的压力下，将步骤(1)中的全炭纤维三向结构预制体在浸渍罐中浸渍2.5小时，出罐后转入炭化炉1100℃进行炭化处理，制得炭/炭制品。
(3)炭/炭制品密度在1.0g/cm3时，致密工艺结束，在通入氯气或氟利昂2600℃条件下对炭/炭制品进行高温纯化处理。
(4)对步骤(3)中进行高温纯化处理的炭/炭制品机械加工后，即可制得直径为1100mm，厚度为100mm的高温炉用炭/炭隔热底板。
经测试该隔热底板所用炭/炭复合材料的拉伸强度为50MPa，压缩强度为120MPa，弯曲强度为60MPa，剪切强度为40MPa，导热系数为10W/m·k(300K)。

Claims (5)

1、一种高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)采用炭纤维平纹布或斜纹布与薄炭纤维网胎交替铺层，轴向针刺增强纤维制成全炭纤维三向结构预制体，其密度为0.20-0.40g/cm3；
(2)糠酮树脂或酚醛树脂浸渍-炭化致密：在-0.086～-0.098MPa的压力下，将步骤(1)中的全炭纤维三向结构预制体在浸渍罐中浸渍1.5-2.5小时，出罐后转入炭化炉进行炭化处理，制得炭/炭制品；
(3)当步骤(2)中的炭/炭制品密度＜0.50g/cm3时，重复步骤(2)；当步骤(2)中的炭/炭制品密度≥0.50g/cm3时，致密工艺结束；
(4)高温纯化处理：将步骤(3)中致密后的炭/炭制品放入纯化炉中，通入氯气或氟利昂反应气体，在高温1800～2600℃条件下对所述炭/炭制品进行高温纯化处理；
(5)对步骤(4)中高温纯化后的炭/炭制品进行机械加工，即制得高温炉用炭/炭隔热底板。
2、根据权利要求1所述的高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述炭纤维平纹或斜纹布为3K-24K炭纤维平纹或斜纹布，其中K代表丝束千根数。
3、根据权利要求1所述的高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述针刺密度为25～40针/cm2。
4、根据权利要求1所述的高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述炭化温度为800-1100℃。
5、根据权利要求1所述的高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法，其特征在于步骤(5)中所述高温炉用炭/炭隔热底板的直径为500～1500mm，厚度为20～200mm。
CN2008100180278A 2008-04-23 2008-04-23 高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法 Active CN101269981B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100180278A CN101269981B (zh) 2008-04-23 2008-04-23 高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100180278A CN101269981B (zh) 2008-04-23 2008-04-23 高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101269981A true CN101269981A (zh) 2008-09-24
CN101269981B CN101269981B (zh) 2010-12-15

Family

ID=40004240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100180278A Active CN101269981B (zh) 2008-04-23 2008-04-23 高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101269981B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101948327A (zh) * 2010-08-17 2011-01-19 西安超码科技有限公司 一种高温炉用可加工硬化保温毡的制备方法
CN102167611A (zh) * 2011-01-27 2011-08-31 无锡市弟兆碳材料有限公司 炭/炭复合材料板制备方法
CN102219537A (zh) * 2011-03-28 2011-10-19 航天材料及工艺研究所 一种平板类碳/碳复合材料的快速成型方法
CN101638322B (zh) * 2009-05-15 2012-06-06 西安超码科技有限公司 一种多晶硅氢化炉用炭/炭隔热屏的制备方法
CN102995297A (zh) * 2012-08-17 2013-03-27 江苏天鸟高新技术股份有限公司 石英纤维准三维仿形预制件的制备方法
CN107031077A (zh) * 2017-04-27 2017-08-11 苏州宝骅密封科技股份有限公司 一种用于制备高紧密度密封件的真空浸渍方法
CN107379660A (zh) * 2016-05-16 2017-11-24 张跃 一种碳基体复合材料空心结构板及制造方法
CN110776328A (zh) * 2019-11-14 2020-02-11 中国科学院金属研究所 一种高比强度多孔碳/碳复合材料及其制备方法
CN112374904A (zh) * 2020-12-02 2021-02-19 福建康碳复合材料科技有限公司 一种碳/碳隔热屏及其制备方法
CN112757711A (zh) * 2021-01-20 2021-05-07 孙雷雷 一种高温炉用碳纤维保温隔热预制体
CN115286414A (zh) * 2022-08-17 2022-11-04 陕西美兰德炭素有限责任公司 一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法
CN115385710A (zh) * 2022-09-05 2022-11-25 华东理工大学 一种混编纤维增强的多孔碳基复合材料及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100432021C (zh) * 2006-07-20 2008-11-12 西安超码科技有限公司 单晶硅拉制炉及多晶硅冶炼炉用炭/炭隔热屏的制备方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101638322B (zh) * 2009-05-15 2012-06-06 西安超码科技有限公司 一种多晶硅氢化炉用炭/炭隔热屏的制备方法
CN101948327B (zh) * 2010-08-17 2012-12-12 西安超码科技有限公司 一种高温炉用可加工硬化保温毡的制备方法
CN101948327A (zh) * 2010-08-17 2011-01-19 西安超码科技有限公司 一种高温炉用可加工硬化保温毡的制备方法
CN102167611A (zh) * 2011-01-27 2011-08-31 无锡市弟兆碳材料有限公司 炭/炭复合材料板制备方法
CN102219537A (zh) * 2011-03-28 2011-10-19 航天材料及工艺研究所 一种平板类碳/碳复合材料的快速成型方法
CN102995297A (zh) * 2012-08-17 2013-03-27 江苏天鸟高新技术股份有限公司 石英纤维准三维仿形预制件的制备方法
CN107379660A (zh) * 2016-05-16 2017-11-24 张跃 一种碳基体复合材料空心结构板及制造方法
CN107031077A (zh) * 2017-04-27 2017-08-11 苏州宝骅密封科技股份有限公司 一种用于制备高紧密度密封件的真空浸渍方法
CN110776328A (zh) * 2019-11-14 2020-02-11 中国科学院金属研究所 一种高比强度多孔碳/碳复合材料及其制备方法
CN112374904A (zh) * 2020-12-02 2021-02-19 福建康碳复合材料科技有限公司 一种碳/碳隔热屏及其制备方法
CN112757711A (zh) * 2021-01-20 2021-05-07 孙雷雷 一种高温炉用碳纤维保温隔热预制体
CN115286414A (zh) * 2022-08-17 2022-11-04 陕西美兰德炭素有限责任公司 一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法
CN115286414B (zh) * 2022-08-17 2023-08-18 陕西美兰德新材料股份有限公司 一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法
CN115385710A (zh) * 2022-09-05 2022-11-25 华东理工大学 一种混编纤维增强的多孔碳基复合材料及其制备方法
CN115385710B (zh) * 2022-09-05 2023-11-03 华东理工大学 一种混编纤维增强的多孔碳基复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101269981B (zh) 2010-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101269981B (zh) 高温炉用炭/炭隔热底板的制备方法
CN108914681B (zh) 一种碳纤维纸的制备方法
CN102936148B (zh) 一种高温炉用炭/炭复合材料的制备方法
CN105235529B (zh) 石墨烯‑铜改性炭/炭复合材料受电弓滑板的制备方法
CN104926347B (zh) 高速铁路动车组用受电弓滑板复合材料及其制备方法
CN108046821A (zh) 一种多晶硅铸锭炉用碳碳盖板的制备方法
CN101637975B (zh) 一种化学气相渗透与树脂浸渍炭化致密制备发热体的方法
CN105152674A (zh) 石墨烯改性炭/炭复合材料受电弓滑板的制备方法
CN113816757A (zh) 一种碳碳复合材料保温桶快速制备方法
CN108329046A (zh) 一种炭气凝胶隔热复合材料的制备方法
CN104557098A (zh) 一种炭/炭复合材料法兰及其制备方法
CN103541042B (zh) 高模数石墨纤维及其制造方法
CN114164557A (zh) 一种碳纤维硬质毡及其制备方法
CN101445377A (zh) 一种高温炉用炭/炭保温筒的制备方法
CN102031638A (zh) 一种粘胶基石墨毡的制作方法
CN202830266U (zh) 高模数石墨纤维的制造装置
CN113026349A (zh) 一种保温隔热的碳毡及其制备方法
CN112723898A (zh) 一种天然气化学气相沉积炉用炭/炭内胆的制备方法
CN103449833A (zh) 一种水润滑轴承用炭/炭复合材料制备方法
CN115257078B (zh) 轻质防隔热一体化热防护材料碳纤维增强体及其制备方法
CN101797646A (zh) 一种真空热压炉用高强度炭/炭热压模具的制备方法
CN106007768A (zh) 一种高强轻质碳碳复合隔热材料的制备方法
CN101445384A (zh) 一种高温炉用炭/炭螺栓及螺母的制备方法
CN113773043B (zh) 低密度炭纤维增强炭气凝胶复合材料的制备方法
CN103922780B (zh) 纳米粘土增强炭/炭复合材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant