CN101495406A - 在致密化之前将碳纤维丝拆散并且均匀分布于整个碳复合材料坯体的方法 - Google Patents

Abstract

一种形成碳纤维增强碳复合材料制品的方法，其包括下述步骤：(a)选择碳纤维束，其具有溶于所选择分散流体的上浆材料；(b)在分散流体内混合所选择的碳纤维束与其它共混组分以拆散碳纤维，形成单根碳纤维在其整体内基本无规取向且均匀分布的共混组分浆料；和(c)在将浆料固体形成为碳纤维增强碳复合材料制品的过程之前或期间除去分散流体，其中所述的碳纤维增强碳复合材料制品具有在其整体内基本无规取向且均匀分布的单根碳纤维。

Description

在致密化之前将碳纤维丝拆散并且均匀分布于整个碳复合材料坯体的方法

技术领域

本发明涉及制备碳纤维增强碳复合材料的组合物和方法。更具体地，本发明涉及制备具有基本均匀分布的无规取向碳纤维丝的碳纤维增强碳复合材料的组合物和方法。

背景技术

碳纤维广泛地用于复合材料制品中以改善整体复合材料产品的特殊性能。例如，碳纤维经常埋置在聚合物、金属、陶瓷或碳基体内以改善诸如整体拉伸强度、整体重量、热膨胀系数(CTE)、劲度和复合材料产品热稳定性的性能。适用的碳纤维包括沥青基碳纤维、中间相沥青基碳纤维、各向同性沥青基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维和人造纤维。当与共混组分混合时，这些碳纤维埋置在基体材料内，例如沥青、酚和呋喃，并且模制为半成品或前体复合材料制品。这些半成品的制品根据需要通过固化、热固化、碳化、致密化和石墨化形成碳复合材料。

其中，特别具有工业意义的是碳纤维增强碳复合材料。某些碳纤维增强碳复合材料适合形成具有高温稳定性、强度、劲度、硬度、韧性和抗龟裂性的轻质复合材料制品。例如，沥青基碳纤维已经用于石墨化碳纤维增强碳复合材料坯体(compact)以形成下述制品：制动元件；防滑元件；结构元件，例如车身覆盖件；活塞和气缸，用于交通工具如飞机、高性能汽车、火车和航空交通工具；和导弹元件。

其它的碳纤维增强碳复合材料也广泛用于体石墨产品。例如，碳纤维已经用于改善电极和销的具体性能。在授予Lewis和Singer的英国专利1,526,809中，将50％-80重量％的中间相沥青基碳纤维加入20％-50重量％的沥青基料中，然后挤出以形成可以石墨化的碳复合材料制品。石墨化的复合材料显示出低电阻和低纵向CTE。在授予Shao等人的美国专利6,280,663和美国专利申请2004/0041291中，将衍生自中间相沥青或聚丙烯腈PAN的碳纤维加入包含焦炭和液态沥青基料的其它共混组分中以形成电极原料共混物，添加量为基于所有组分重量的约0.4％-约10重量％，所述共混物通过挤出形成电极原料坯料。挤出后进行碳化、致密化和石墨化，所形成的碳纤维增强碳复合材料制品显示出显著降低的纵向CTE和显著升高的杨氏模量和弯曲强度。

在此类体石墨产品的生产过程中，碳纤维作为利用上浆材料束缚并密实的碳纤维束加入共混物中。用于这些体石墨产品的碳纤维束包含约2000-约20,000根碳纤维(或丝)。但是，所述碳纤维通常不是单根地分散于共混物中而是保持束的形式。

优化单独埋置于基体材料的碳纤维数量和这些单独纤维的平均长度对于碳纤维增强复合材料的增强性能最大化具有特殊的工业意义。理论上讲，通过在维持纤维的原始长度的同时确保无规取向的单根碳纤维在整个碳复合材料制品内完全且均匀分散(这里又成为全分散)可以达到最大的增强效果。过去，通过用机械搅拌混合纤维束与共混物的其它组分份直到拆散纤维束并且以单根纤维分散进行了全分散碳纤维的尝试。但是机械搅拌的严重缺点是该混合方法存在着折断单根纤维以及机械地使纤维从碳纤维束脱离的趋势。这种纤维长度的缩短对碳纤维的增强性能造成了不利影响。因而，现有技术方法需要在拆散量、纤维的分散程度和纤维长度的减少量之间作明显折衷。这种折衷对低水平添加碳纤维的复合材料是不利地，其中所述的添加量以基于共混组分总重量的百分比为测量标准，而且当碳纤维的添加量为共混组分总重量的约1％-约3重量％时是特别不利的。在如此低的碳纤维浓度下，碳纤维束不能在获得的共混物中完全分离为单根纤维。

授予Shao等人的美国专利6,395,220教导了一种不同的制备石墨销的措施。在具体实施方案中，中间相沥青基碳纤维与上浆材料一起密实为每束大约12,000根碳纤维的束，然后切为长度1/4英寸段。碳纤维的重量百分比为所有共混组分的3.2％。所述碳纤维束在圆筒混合器中与熔融沥青基料共混，从而使碳纤维首先分散进入基体材料。加入剩余的共混组分并且机械搅拌。整个搅拌过程中包括大约1小时的混合。然后挤压所获得的销原料共混物以作为随后碳化、致密化和石墨化的销原料。尽管利用该方法碳纤维可以达到在沥青体的高度分散，但是碳纤维-沥青基混合物在混合温度下由于碳纤维在熔融沥青中的增稠效果变得更粘稠。当剩余的共混组分，其包含煅烧过的焦炭颗粒和粉，加入该粘稠碳纤维-沥青混合物时，该方法不能使碳纤维在获得的整个销原料共混物中分散。因而，该方法在将碳纤维完全分散于整个碳复合材料制品的尝试中仅取得部分成功。

所需要的是一种制备碳纤维增强碳复合材料制品的方法，其在所述整个复合材料制品中具有基本均匀分布的无规取向单根碳纤维。

另外，还需要一种具有下述特征的制备方法：在以基本均匀且无规取向的方式在整个碳纤维增强碳复合材料制品分散碳纤维的同时通常保持单根碳纤维的原始长度。

最后，需要一种具有下述特征的制备碳纤维增强碳复合材料制品的方法：从单根碳纤维的拆散和在整个复合材料制品中完全分布程度方面和在碳纤维原始长度保持程度方面使碳纤维的增强性能最大化。

发明公开

具有基本均匀分布的无规取向单独碳纤维单丝(以下称为″碳纤维″)的碳纤维增强碳复合材料制品可通过下述方法制备：在分散流体中混合共混组分，其包含具有可溶性上浆材料的碳纤维束，以形成单独碳纤维在其中均匀分散的共混组分浆料。通过选择其中具有溶于所选溶剂流体的上浆材料的碳纤维束，碳纤维可利用溶于上浆材料的方式被基本拆散。另外，混合组分的低粘度流体可用于形成共混组分的浆料，其中单根碳纤维基本无规取向且均匀分布于共混组分浆料。对于优选实施方案，一种单一流体(以下称为“分散流体”)同时用作溶剂和混合组分的流体。一旦碳纤维完全分散于整个共混组分浆料中，分散流体可以在将浆料固体形成为碳纤维增强碳复合材料制品的过程之前或期间除去。

本发明新颖方法中使用的分散剂优选为水或其它的极性溶剂如醇。优选的上浆材料选择为至少在一种此类溶剂中可溶。在一种优选实施方案中，上浆材料为水溶性聚酰胺。

在一种优选实施方案中，具有可溶上浆材料的碳纤维束首先与分散流体混合以拆散碳纤维并且使单根碳纤维在获得的整个浆料中均匀分散。下一步，将选择的其它共混组分，包括基体材料如沥青基体，加入该浆料并混合以形成单根碳纤维在其间完全分散的共混组分浆料。在另一种优选实施方案中，碳纤维束首先与共混物的其它组分合并，然后该合并物与分散流体混合以形成单根碳纤维在其间完全分散的共混组分浆料。

共混组分可以按照下述目的选择：促进分散流体与共混组分混合并且促进单根碳纤维在共混组分浆料中分散。在一种优选实施方案中，选择粉末沥青以改善基体材料在浆料内的分散并且使单根碳纤维在共混组分浆料内完全分散。

混合步骤的工艺参数，例如混合持续时间、搅拌器形状和速度可以选择以便根据需要保持或缩短碳纤维的长度。在某些实施方案中，可能存在着对工艺参数的优化以及从单根碳纤维的分散性和碳纤维长度的保持方面对复合材料内的碳纤维进行性能选择。通常，选择充分的分散流体体积、更容易分散的共混组分和充分的原始纤维长度能够通过提供基本完全分散的纤维和维持至少最小纤维长度使复合材料内的碳纤维的增强性能最大化。

一旦共混组分浆料混合而且单根碳纤维完全分散，通过过滤、离心分离、挤、干燥或加热和加压的任意组合充分除去分散流体。在一种优选实施方案中，将浆料放入脱水模具内并且置于选定的浆料压缩温度和压力下。然后将压缩后的浆料混合物模制为可碳化的复合材料制品前体。优选地，预成型模制步骤与浆料压缩步骤或其部分结合。在一种优选实施方案中，在第一阶段内，将共混组分的浆料放入模具内并且随后置于选定的浆料压缩温度和压力下以除去大量的分散流体，接着在第二阶段，将其置于选定的模制温度和压力下以提供具有完全分散碳纤维的可碳化预成型复合材料制品。

本发明的碳化步骤可，根据需要，与脱水和/或模制步骤联合进行。在一种优选实施方案中，将共混组分的浆料放入热压模的空腔内。按照预编程序的方式施加压力和电阻加热以便首先脱水，然后模制，最终将组分共混物碳化为碳复合材料的碳化前体。然后根据需要进行致密化、石墨化和加工。

至少一种本发明实施方案的优点在于依照本发明新颖方法制备的碳纤维增强碳复合材料制品具有在整个复合材料制品内基本均匀分布的无规取向的单根碳纤维。

至少一种本发明实施方案的另一优点在于本发明的新颖制备方法在以基本均匀且无规取向的方式将碳纤维分布于整个碳纤维增强碳复合材料制品的同时通常保持了单根碳纤维的原始长度。

至少一种本发明实施方案的第三个优点在于本发明的新颖制备方法通常从单根碳纤维的拆散和在整个复合材料制品中完全分散程度方面以及在碳纤维原始长度保持和至少最小纤维长度维持程度方面优化了碳纤维的增强性能。

本领域那些熟练技术人员通过阅读下述公开内容，将容易地发现本发明的其它优点。

实施本发明的最佳模式

在本发明的一种优选实施方案中，具有基本均匀分布的无规取向碳纤维丝的碳纤维增强碳复合材料制品可通过下述方法制备：首先，在第一阶段内，在所选的分散流体中混合所选择的具有上浆材料的碳纤维束以拆散所述碳纤维并且使单根碳纤维在获得的整个浆料内均匀分布。接着，在第二阶段内将所选择的其它的共混组分，包括基体材料如沥青基料，加入所述浆料内并混合以产生单根碳纤维在其整体内均匀分布的共混组分的浆料。在本发明的另一种优选实施方案中，这种碳纤维增强碳复合材料制品可通过下述方法制备：首先将碳纤维束与共混物的其它组分合并，然后将该合并体与分散流体混合以形成具有完全分散的单根碳纤维的共混组分浆料。本发明的范围还包括与这两种优选实施方案类似的实施方案，其中用未集束的碳纤维取代所选择的共混组分的碳纤维束。

根据本发明，适合的碳纤维包括，但是不限于，沥青基碳纤维、中间相沥青基碳纤维、各向同性沥青基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维、人造纤维和它们的组合。本发明的范围还包括指导形成下述碳复合材料坯体的实施方案：其中选择性能不同于复合材料坯体增强性的碳纤维以及其中要求这种碳纤维在整个复合材料坯体或其部分内基本无规取向且均匀地分布。

依照本发明的优选实施方案，根据增强性能和用于密实且将碳纤维粘结成束的上浆材料的性能特征选择碳纤维束。正如以上所讨论，上浆材料根据其在各种溶剂内的溶解性选择。碳纤维的增强性能通过，尤其，纤维长度和纤维表面与所选择的基体材料的粘合性确定。碳纤维的粘合性可通过纤维表面处理增强。碳-碳坯体形成领域熟练的技术人员可选择碳纤维类型、最小纤维长度和纤维表面处理以优化碳纤维组分的期望粘合性能。

在本发明的一种优选实施方案中，每个碳纤维束具有的长度在约5mm和约40mm之间而且包含约2,000-约50,000根碳纤维。在本发明的一种更优选实施方案中，所选择的碳纤维束包含约2,000-约20,000根通过可溶上浆材料密实且集束的碳纤维。要求的前提条件是复合材料坯体的碳纤维基本上无规取向且均匀地分布于全部坯体或其部分内，本发明的范围还包括其中所选择的碳纤维束具有的长度或者大于约40mm或者小于约5mm的实施方案，并且包括其中所述碳纤维束具有超过约50,000根碳纤维或者少于约2,000根碳纤维的实施方案，具体由形成碳纤维复合材料领域熟练技术人员选择。

根据本发明，碳纤维以基于共混组分总量的约0.5％-约80重量％提供，此类碳纤维优选以碳纤维束的形式提供。在一种指导形成碳纤维增强石墨电极或销的本发明优选实施方案中，所选择的碳纤维以基于共混组分总量的约0.5％-约10重量％提供。在另一种指导形成碳纤维增强碳坯体如刹车垫的本发明优选实施方案中，所选择的碳纤维以基于共混组分总量的约20％-约50重量％提供。

在本发明的优选实施方案中，分散流体是水或其它的极性溶剂如乙醇或其它醇类，而且所选择的碳纤维束上浆材料在水或此类其它极性溶剂中是可溶的。在更优选的实施方案中，所述上浆材料是水溶性的，而且分散流体是水。在一种更优选的实施方案中，所述上浆材料是水溶性的聚酰胺。

根据本发明，分散流体以下述量(以下称为分散体积)提供：足以溶解碳纤维束的上浆材料并且使单根碳纤维在整个共混组分浆料中均匀分散。在一种实施方案中，所述分散流体的分散体积以足以溶解上浆材料并且使单根碳纤维在整个流体体积内分散的量提供。在后来的添加并且混合其它共混组分的过程中，机械搅拌混合分布分散流体和分散的纤维，其进一步分散其它共混组分以生成浆料。在该实施方案中，可能需要大量的搅拌以生成单根碳纤维在其间全分布的共混组分浆料。此外，搅拌强度和搅拌的总时间可破坏至少部分单根碳纤维，因此缩短原始碳纤维长度。

在一种优选实施方案中，分散流体以足以在整个分散流体体积内分散单根碳纤维并且足以在整个共混组分浆料内分散至少部分其它的共混组分的分散体积提供。在该实施方案中，共混组分与分散流体的混合产生了颗粒较少或粘性较低的共混组分浆料，而且碳纤维容易地在整个浆料内完全分散。一般而言，本发明的这种实施方案需要较低的搅拌强度，而且总搅拌时间较短，因此使大量的单根碳纤维折断的可能性较低。

根据本发明，可以选择共混组分以促进分散流体与共混组分的混合并且促进单根碳纤维在共混组分浆料中分散。在一种优选实施方案中，选择粉末和粉质共混组分以改善其它的共混组分在浆料内的分散并且产生单根碳纤维在共混组分浆料内的全分散。在特别优选的实施方案中，粉末基料，例如粉末状的沥青或粉末状的酚或呋喃，与水一起使用以形成具有全分散单根碳纤维的共混组分浆料。这样的共混组分浆料特别适用于进一步形成具有全分散碳纤维的脱水混合物，用于模制为可碳化的(例如素坯)前体制品，或者通过热压形成碳化的碳复合材料。

根据本发明，可以选择混合步骤的工艺参数以根据需要或者保持或者缩小碳纤维的长度。正如这里所用，工艺参数包括，但不限于：混合设备的类型、搅拌器的形状、搅拌速度、混合周期和所提供的分散流体体积与碳纤维的当量体积(以下称为纤维体积)的百分比(以下称为分散比)，条件是碳纤维以未集束的状态提供。在一种优选实施方案中，所述分散流体是水，分散比为至少约200％。

本发明的浆料压缩步骤(或“脱水”)包括除去大量的分散流体，并且可通过任何方式完成。例如，此类流体可通过过滤、离心分离、挤、干燥或热和压力的任意组合除去，其中所述热和压力应不影响保留在“压缩”混合物中保留的共混组分的物理或化学特征。在优选实施方案中，第一阶段内将所述共混组分浆料放入脱水模具内并且置于选定的浆料压缩温度和压力下以除去大量分散流体，以便提供具有全分散碳纤维的可碳化混合物。在另一种优选实施方案中，利用过滤、离心分离或挤除去共混组分浆料内的第一部分流体。然后通过在上述脱水模具内脱水除去第二部分流体。

本发明的预成型模制步骤包括将压缩后的浆料混合物中的共混组分模制为可碳化的复合材料制品前体。优选地，预成型模制步骤与浆料压缩步骤或其部分结合。在一种优选实施方案中，在第一阶段将共混组分浆料放入脱水且预成型模具内，并且置于所选择的浆料压缩温度和压力下以除去显著数量的分散流体，接着在第二阶段置于所选择的模制温度和压力下以提供具有全分散碳纤维的可碳化预成型复合材料制品。在一种优选实施方案中，所述模具是具有脱水和挤出部分的挤出模具。在另一种优选实施方案中，所述模具适合接受共混组分浆料；在所述第一阶段，在上述的所选择压缩温度和压力下加热或压缩所述浆料；然后在所述随后的第二阶段，在上述所选择的模制温度和压力下加热或压缩所获得的压缩浆料混合物以产生可碳化的预成型制品。在一种更优选的实施方案中，这种所选择的时间段、温度和压力是预编程序的时间、温度和压力。

本发明的碳化步骤可以单独进行或可以与模制步骤和/或浆料压缩步骤联合进行。在一种优选实施方案中，将至少部分脱水的共混组分浆料置于热压模具的空腔内。以预编程序的方式施加压力和电阻加热以便首先脱水，然后模制，最后将组分共混物碳化为碳化的碳复合材料前体。

本发明还包括致密化、石墨化和加工后续步骤以提供适当尺寸的碳纤维增强碳复合材料制品。所获得的碳纤维增强碳复合材料制品适合的应用范围广，包括制动元件；防滑元件；结构元件，例如车身覆盖件；活塞和气缸，用于交通工具如飞机、高性能汽车、火车和航空交通工具；和导弹元件。

本发明的范围还包括下述实施方案：其中碳化、致密化和石墨化步骤被省略，并且采用交替固化方法，例如热固化。本发明的这一方面特别适合具有酚和呋喃基基料作为共混组分元素的实施方案。

实施例

两种试验均采用由日本东京的Mitsubishi Chemical Company获得的标号为Grade K 223-SE中间相沥青基碳纤维束(以下称为MPCF)进行。用上浆剂将纤维密实为约12,000根纤维的束并且切为长度约6mm的段。组合物A是第一试验的产物，组合物B是第二试验产物。在每个试验中，基于MPCF容易分散的属性选择使用，其归因于用于密实且束缚MPCF碳纤维束的水溶性上浆剂。在第一试验中，MPCF碳纤维束的提供量为基于共混组分总重量的约28重量％。在第二试验中，所述重量百分比降低为约14％。

每个试验中，将包含MPCF束和基料粉的共混组分加入所选择的混合设备内。接着，选择水作为分散流体并且以等于大约2的分散比乘以试验的纤维体积的量加入各混合设备。在第一试验中，水与共混组分的组合物以高速混合约30秒-约5分钟。第二试验的组分以低速混合相同的时间。在混合步骤之后，通过此类便利可用的方式将大部分水从共混组分浆料中除去，其中所述方式包括过滤、离心分离、干燥以及不影响共混组分的热与压力组合。

脱水步骤后，组合物A和组合物B都可接受为容易模制为碳复合材料前体的生料混合物。组合物A的分析显示平均纤维长度已经由约6mm缩短为约1mm。与之对比，组合物B的分析显示平均纤维长度保持在约6mm。这归因于所选择的混合速度差别。显微镜分析证实：组合物A和B都具有在整个生料混合物中基本全分散的单根碳纤维。

因此，尽管已经通过本发明的具体实施方案描述了一种新且有用的在致密化之前将碳纤维丝拆散并且均匀分布于整个碳复合材料坯体的方法，但是这些参考方式并不对由下述权利要求书确定的本发明范围构成限制。

Claims (24)

1.一种制备碳纤维增强碳复合材料制品前体的方法，该方法包括下述步骤：

(a)提供多种共混组分，其包含碳纤维束和基体材料，每个束包含通过上浆材料集束的碳纤维；

(b)提供适合溶解上浆材料的分散流体；

(c)通过合并分散流体与共混组分形成浆料；

(d)除去至少部分分散流体以形成前体混合物；和

(e)模制前体混合物以形成碳纤维增强碳复合材料制品前体，其中所述碳纤维在整个制品中通常无规取向且均匀分散。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述上浆材料包括水溶性上浆材料，而且其中所述分散流体包括水。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述水溶性上浆材料包括水溶性聚酰胺。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述上浆材料包括在所选择的极性溶剂中可溶的上浆材料，而且其中所述分散流体包括所选择的极性溶剂。

5.如权利要求4所述的方法，其中所选择的极性溶剂包括醇。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述醇包括乙醇。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述的每个碳纤维束一般包含约2,000-约50,000根碳纤维。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述的每个碳纤维束一般包含约2,000-约20,000根碳纤维。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述碳纤维束包括选自下述的碳纤维：沥青基碳纤维、中间相沥青基碳纤维、各向同性沥青基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维、人造纤维和它们的组合。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述的每个碳纤维束一般具有约5mm-约40mm的长度。

11.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)包括以基于共混组分约0.5％-约50重量％的量提供碳纤维束。

12.如权利要求1所述的方法，其中步骤(b)包括提供至少约1分散体积的分散流体。

13.如权利要求12所述的方法，其中步骤(a)提供的碳纤维量限定了纤维体积，而且在步骤(b)提供的分散体积等于至少大约分散比乘以所述的纤维体积。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述分散比为至少约200％。

15.如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)包括下述步骤：在第一时间段混合碳纤维束与分散流体以使上浆材料通常溶解而且拆散的碳纤维通常分散于整个分散流体内，从而形成所获得混合物；和

在第二时间段混合所获得的混合物与剩余的共混组分以形成浆料。

16.如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)包括下述步骤：混合共混组分，其包含碳纤维束，以形成无水混合物；

在第一时间段混合分散流体与无水混合物以形成碳纤维在其整体内通常无规取向且均匀分散的浆料。

17.一种制备碳复合材料混合物前体的方法，该方法包括步骤：

(a)提供多种共混组分，其包含碳纤维束和基体材料，其中碳纤维束的量为基于共混组分重量的约0.5％-约50重量％，而且所述的每束碳纤维束一般包含约2,000-约50,000根通过水溶性上浆材料集束的碳纤维；

(b)提供至少分散体积的水；

(c)通过合并水与共混组分形成浆料；以及

(d)除去至少部分水以形成碳复合材料混合物前体，其中所述的碳纤维在整个混合物中通常无规取向和均匀分布。

18.如权利要求17所述的方法，其中步骤(c)包括下述步骤：在第一时间段混合碳纤维束与分散流体以使上浆材料通常都溶解而且拆散的碳纤维通常分散于整个分散流体内，从而形成混合物；且

在第二时间段混合所获得的混合物与剩余的共混组分以形成浆料。

19.如权利要求17所述的方法，其中步骤(c)包括下述步骤：混合共混组分，其包含碳纤维束，以形成无水混合物；

在第一时间段混合分散流体与无水混合物以形成碳纤维在其整体内通常无规取向且均匀分散的浆料。

20.一种制备碳纤维增强碳复合材料制品的方法，该方法包括步骤：

(a)提供多种共混组分，其包含碳纤维束和基体材料，其中碳纤维束的量为基于共混组分重量的约0.5％-约50重量％，而且所述的每束碳纤维束包含约2,000-约20,000根通过水溶性上浆材料集束的碳纤维；

(b)提供至少分散体积的水；

(c)通过合并水与共混组分形成浆料；

(d)除去至少部分水以形成前体混合物，其中所述的碳纤维在整个混合物中通常无规取向和均匀分布；

(e)模制所述前体混合物以形成碳复合材料制品前体；以及

(f)碳化所述碳复合材料制品前体；和

(g)石墨化所述碳化制品以形成碳纤维增强碳复合材料制品。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述共混组分包含至少一种粉质或粉末状的共混组分。

22.如权利要求20所述的方法，其中所述基体材料包含粉质或粉末状的沥青。

23.如权利要求20所述的方法，其进一步包括致密化的步骤。

24.如权利要求20所述的方法，其中步骤(d)、(e)和(f)通过压缩和电阻加热方式进行。