CN102976782B - 使用熔融沥青和碳纤维单丝形成碳-碳复合预制体 - Google Patents

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Abstract

在一个实施例中，一种方法包括将至少一根碳纤维分离形成多个碳纤维单丝，使沥青熔化形成熔融沥青，以及使所述多个碳纤维单丝与熔融沥青混合以形成基本上均匀的碳纤维单丝混合物。在另一实施例中，一种方法包括使长度介于约6.35毫米至约50.8毫米的多个碳纤维单丝混合在熔融沥青中以形成碳纤维单丝在熔融沥青中的基本上均匀的混合物，其中所述多个碳纤维单丝的混合基本上不改变所述多个碳纤维单丝的平均长度。

Description

使用熔融沥青和碳纤维单丝形成碳-碳复合预制体
技术领域
本文公开内容涉及碳-碳复合预制体。
背景技术
碳纤维增强碳材料，也称为碳-碳(C-C)复合材料，是通常包括在碳材料基质中起增强作用的碳纤维的复合材料。C-C复合材料可以在很多高温应用中使用。例如，航空航天工业采用C-C复合材料制造不同的航空器结构组件。示例性的应用包括火箭喷嘴、头锥以及商用和军用航空器的摩擦材料，例如制动摩擦材料。
发明概要
一般而言，本文公开内容涉及通过一种方法形成碳-碳复合预制体，该方法包括使多个碳纤维单丝混合在熔融沥青中。在一些实施例中，使多个碳纤维单丝混合在熔融沥青中导致形成碳纤维单丝与熔融沥青的基本上均匀的混合物，其中所述多个碳纤维单丝在熔融沥青中基本上为无规取向。在一些实施例中，使多个碳纤维单丝混合在熔融沥青中是在混合器中进行的，该混合器使所述混合物混合而基本上不改变所述多个碳纤维单丝的平均长度(与混合之前相比)。
一方面，本文公开内容涉及一种方法，其包括将至少一根碳纤维分离(defibrillating)形成多个碳纤维单丝，使沥青熔化形成熔融沥青，和使所述多个碳纤维单丝与熔融沥青混合形成基本上均匀的碳纤维单丝混合物。
另一方面，本文公开内容涉及一种方法，其包括使长度介于约6.35mm至约50.8mm的多个碳纤维单丝混合在熔融沥青中以形成碳纤维单丝在熔融沥青中的基本上均匀的混合物。根据该公开内容的这一方面，所述多个碳纤维单丝的混合基本上不改变所述多个碳纤维单丝的平均长度。
另一方面，本文公开内容涉及一种体系，其包括模具和布置在模具中的基本上均匀的混合物。根据公开内容的这一方面，该基本上均匀的混合物包括熔融沥青和多个基本上完全分离的碳纤维单丝。
一个或多个实施例的具体细节将在所附的附图和说明书下文中给出。公开内容的其他特征、目的和优点可以从说明书、附图和权利要求中显而易见地得出。
附图说明
图1是按照本文公开内容各方面的形成碳-碳复合预制体的实施例方法的流程图。
图2是布置在模具中的熔融沥青与多个碳纤维单丝的混合物的示意图。
发明详述
通常，本文公开内容涉及形成碳-碳复合预制体的方法。
在一些情况下，碳化预制体通过将多段碳纤维前体材料针刺在一起，并使该碳纤维前体材料碳化形成碳化预制体来形成，所述碳纤维前体材料例如聚丙烯腈(PAN)或人造丝。然后使该碳化预制体经受多个致密化步骤以形成摩擦材料。例如，该碳化预制体可采用真空压力浸渍(VPI)和/或树脂传递模塑(RTM)用液体沥青致密化，和/或可采用化学气相沉积(CVD)/化学气相渗透(CⅥ)用碳质材料致密化。这些步骤的每一个都耗时且成本高昂，得到的摩擦材料造价高昂且制备耗时。
根据本文公开内容的各方面，描述了形成碳-碳复合预制体(对比上述碳化预制体)的方法。该方法通常包括使多个碳纤维单丝与熔融沥青混合。在一些实施例中，混合后，所述多个碳纤维单丝中基本没有(例如，没有或低于10％，例如介于约5％至约10％)碳纤维单丝以集束(bundle)的形式存在于混合物中(即，碳纤维单丝基本上完全分离)。在一些实施方式中，所述多个碳纤维单丝的混合可得到在熔融沥青中基本上无规取向的多个碳纤维单丝。
一旦所述多个碳纤维单丝混入熔融沥青中，碳纤维单丝与熔融沥青的混合物可沉积在模具中并冷却以形成碳-碳复合预制体，该预制体包含熔融沥青和多个碳纤维单丝。在一些实施例中，该碳-碳复合预制体可进一步加工，例如进一步致密化，以形成最终的碳-碳复合材料。
使用本文所述技术形成的碳-碳复合预制体可提供优于碳化预制体的优点，例如，在形成碳-碳复合部件的时候。例如，在单一工序中形成包含混合在沥青中的多个碳纤维单丝的碳-碳复合预制体，可消除针刺碳纤维前体材料和在由碳纤维前体材料形成预制体后使该碳纤维前体材料碳化的需求。本文所述方法还可减少为达到给定的最终密度所需的大量后续致密化步骤，例如，相比通过如下方式形成预制体的工艺，在该工艺中通过将碳纤维前体织物针刺在一起，碳化该碳纤维前体织物形成碳化预制体，然后使用沥青渗透和/或CVD/CⅥ使该碳化预制体致密化来形成预制体。与碳化预制体相比，使用本文所述技术形成的碳-碳复合预制体还能更好地承受后续加工过程中施加到该碳-碳复合预制体上的力(如剪切力)。该力可能，例如，在致密化过程中施加到该碳-碳复合预制体上，并且可能包括相对高的压力或相对低的真空。
附加地或可供选择地，本文公开技术的实施例可允许在熔融沥青中混合多个碳纤维单丝而基本上不影响所述多个碳纤维单丝的平均尺寸，例如，在混合过程中基本上不破坏所述多个碳纤维单丝中的任何碳纤维单丝。因此，本文所述技术提供了形成耐用(robust)预制体的技术，该预制体可用于制造碳-碳复合部件。
图1为框图，图示了根据本文公开内容各方面的形成碳-碳复合预制体的实施例方法。该方法包括将至少一根碳纤维分离以形成多个碳纤维单丝(10)。该碳纤维单丝可由一种或多种不同的前体材料形成，例如，PAN、人造丝或沥青。取决于用来形成所述碳纤维单丝的前体材料，该碳纤维单丝可能具有不同的密度。在一些实施例中，碳纤维单丝的密度可能介于约1.76克每立方厘米(g/cm3)至约1.9g/cm3。
在一些实施例中，所述多个碳纤维单丝以原纤化状态，例如由碳纤维制造商，提供。例如，所述多个碳纤维单丝可以包括多个碳纤维单丝的纱线或丝束(tow)的形式提供。在一些实施例中，碳纤维丝束在每股丝束中可包括1000、2000、3000、4000或更多的单根碳纤维单丝。碳纤维单丝的分离可包括将纱线或丝束分拆成单根碳纤维单丝或，在一些情况下，分拆成与分离前的状态相比具有更少碳纤维单丝的集束。分离可有助于提高碳纤维单丝在熔融沥青中的均匀性(例如，均匀分布)。
在一些实施例中，当碳纤维分离成多个碳纤维单丝的操作完成时，基本上所有或所有的碳纤维单丝可以单丝形式存在。换而言之，基本没有或低于5％的碳纤维单丝可能以编织在一起的多根丝的集束形式存在。
在一些实施例中，碳纤维可在混合器中，例如相对低剪切力的连续混合器中，分离成多个碳纤维单丝。其他相对低剪切力的桨式混合机(例如，间歇式混合机或连续混合机)或班伯里型混合器也可用于将碳纤维分离成多个碳纤维单丝。
在一些实施例中，将碳纤维分离成多个碳纤维单丝(10)可基本上不会破坏任何(例如，没有或几乎没有)所述碳纤维单丝。例如，在一些实施方式中，当所述碳纤维单丝存在于丝束中和所述碳纤维分离成单根碳纤维单丝后，所述多个碳纤维单丝的平均长度可基本上相同(例如，相同或几乎相同，例如大于原长度的约80％或大于原长度的约90％)。例如，在分离之前和之后，所述碳纤维单丝的平均长度均可介于约6.35毫米(mm，约1/4英寸)至约50.8mm(约2英寸)。当所述多个碳纤维单丝的平均长度基本上未被所述分离过程改变时，这可能有助于基于起始材料，包括所述碳纤维单丝，的性能来预测最终碳-碳复合摩擦材料的性能。
在其他实施例中，将碳纤维分离成多个碳纤维单丝(10)可能破坏一些碳纤维单丝。在一些实施例中，破坏所述碳纤维单丝可能得到存在长度范围的碳纤维单丝。该长度范围可能导致在混合物中和/或碳-碳复合预制体中较短的碳纤维单丝布置在较长的碳纤维单丝之间，这可能得到与包含基本上单一长度的碳纤维单丝的碳-碳复合预制体相比具有增强强度的碳-碳复合预制体。在一些实施例中，将碳纤维分离成多个碳纤维单丝(10)可能破坏至多约40％的碳纤维单丝，例如介于约30％至约40％的碳纤维单丝。
所述方法还包括使沥青熔化以形成熔融沥青(12)。该沥青可以包括，例如，各向同性沥青或中间相沥青中的至少一种。该沥青可以是石油沥青、煤焦油沥青或合成沥青中的至少一种。在一些实施例中，该沥青可以具有介于约1.27克每立方厘米(g/cm3)至约1.33g/cm3的密度。在一些实施例中，该沥青可以在混合器中熔化(12)，而熔融沥青和多个碳纤维单丝在该混合器中混合(14)。在其他实施例中，该沥青可以在不同的设备中熔化，然后在熔融状态下，使用任何合适的技术转移至混合器中。在一些实施例中，使沥青熔化形成熔融沥青(12)可以包括将该沥青加热至沥青软化温度以上的温度，对于一些沥青来说该软化温度可以介于约110℃至约350℃。
一旦沥青熔化(12)，就使所述多个碳纤维单丝与该熔融沥青混合(14)。在一些实施例中，多个碳纤维单丝和熔融沥青在其内混合的混合器可以为相对低剪切力的连续混合器。其他相对低剪切力的桨式混合机(例如，间歇式混合机或连续混合机)或班伯里型混合器也可用于将碳纤维分离成多个碳纤维单丝。在一些实施例中，使用相对低剪切力的混合器使多个碳纤维单丝混合在熔融沥青中(14)使得能够使所述单丝与熔融沥青混合而基本上不破坏任何碳纤维单丝。例如，在一些实施方式中，混入熔融沥青前与混合步骤(14)完成后，所述多个碳纤维单丝的平均长度可以基本上相同(例如，相同或几乎相同，例如大于与沥青混合前的原始长度的约80％或者大于原始长度的约90％)。例如，混合前碳纤维单丝的平均长度可能介于约6.35毫米(mm，约1/4英寸)至约50.8mm(约2英寸)。继续该实施例，混合后碳纤维单丝的平均长度可能介于约6.35mm(约1/4英寸)至约50.8mm(约2英寸)。当所述多个碳纤维单丝的平均长度基本上未被混合过程改变时，这可能有助于根据起始材料，包括碳纤维单丝，的性能来预测最终的碳-碳复合摩擦材料的性能。
在其他实施例中，使所述多个碳纤维单丝混合在熔融沥青中(14)可能会破坏一些碳纤维单丝。在一些实施例中，破坏碳纤维单丝可能得到具有长度范围的碳纤维单丝。该长度范围可能导致在混合物中和/或碳-碳复合预制体中较短的碳纤维单丝分布在较长的碳纤维单丝之间，这可能得到与包含基本上单一长度的碳纤维单丝的碳-碳复合预制体相比具有增强强度的碳-碳复合预制体。在一些实施例中，使所述多个碳纤维单丝混合在熔融沥青中(14)可能破坏至多约40％的碳纤维单丝，例如介于约30％至约40％的碳纤维单丝。
在一些实施例中，可以使所述多个碳纤维单丝混合到熔融沥青中达到介于约15体积百分比(vol.％(碳纤维单丝的体积相比混合物的总体积))至约30vol.％的体积分数。例如，所述多个碳纤维单丝可构成混合物的约20vol.％至约25vol.％，或者混合物的约25vol.％。
所述多个碳纤维单丝和熔融沥青的混合(14)可连续进行直至碳纤维单丝与熔融沥青的混合物基本上均匀，例如，直至碳纤维单丝基本上均匀地分散在整个熔融沥青中。混合物是否基本均匀可由实验判断。例如，混合物的均匀性可通过如下方式判断：采样一部分混合物或碳-碳复合预制体作为样本，并且分析这部分混合物或碳-碳复合预制体中碳纤维单丝是否基本均匀地分散在沥青中。在一些实施例中，碳纤维单丝与熔融沥青的基本上均匀的混合物具有介于约1.3g/cm3至约1.4g/cm3的密度。额外地或者可供选择地，当混合完成后，所述多个碳纤维单丝在熔融沥青中的取向可以是基本上无规的。
在一些实施例中，图1所示的方法包括在熔融沥青中混合至少一种添加剂(16)。该至少一种添加剂可以改变熔融沥青、所述多个碳纤维单丝和/或由熔融沥青与所述多个碳纤维单丝的混合物形成的碳-碳复合预制体的一种或多种性能。在一些实施例中，该至少一种添加剂包括摩擦改性剂，例如钛(Ti)或二氧化硅(SiO2)。在一些实施例中，该至少一种添加剂额外地或者可供选择地包括氧化剂，例如过氧化物。氧化剂可以稳定合成沥青，并且可减少或消除为稳定由合成沥青形成的碳-碳复合预制体所需的后续氧化步骤。
在一些实施例中，该至少一种添加剂可以低于约10重量百分比(wt.％)的浓度混入熔融沥青中，例如介于约1wt.％至约10wt.％(以包含熔融沥青，至少一种添加剂，和多个碳纤维单丝的整个混合物计)。在一些实施例中，摩擦改性剂可以低于约10wt.％的浓度混入熔融沥青中，例如介于约1wt.％至约10wt.％。在一些实施例中，氧化剂可以低于约10wt.％的浓度混入熔融沥青中，例如介于约1wt.％至约10wt.％。
在一些实施方式中，该至少一种添加剂可与所述多个碳纤维单丝(14)在同一步骤中混入熔融沥青中(16)，例如，该至少一种添加剂可与所述多个碳纤维单丝基本上同时沉积在熔融沥青中。在其他实施方式中，该至少一种添加剂可采用与所述多个碳纤维单丝与熔融沥青混合(16)所用设备相同的混合设备混入熔融沥青中(16)，但是该至少一种添加剂可在所述多个碳纤维沉积在熔融沥青中之前和/或之后沉积在熔融沥青中。在其他实施方式中，该至少一种添加剂可在与所述多个碳纤维单丝混入熔融沥青(14)所用设备不同的设备中混入熔融沥青中(16)。另外，在超过一种添加剂混入熔融沥青的实施例中，这些添加剂可在基本上相同的时间或在不同的时间混入熔融沥青中，和/或可使用相同或不同设备混入熔融沥青中。
在一些实施例中，该至少一种添加剂可混入熔融沥青中(16)直至其在熔融沥青中基本上混合均匀。在一些这样的实施例中，使该至少一种添加剂基本上均匀地混合在熔融沥青中可使得由该至少一种添加剂提供的性能赋予整个混合物。在其他实施例中，该至少一种添加剂可不均匀地混入熔融沥青中。在一些这样的实施例中，该至少一种添加剂在整个熔融沥青中的不均匀混合可使得由该至少一种添加剂提供的性能未赋予整个混合物。在一些情况下，这可能是所期望的。例如，在一些情况下，可能期望抗氧剂添加剂存在于制动盘的摩擦表面上，但是也可能期望抗氧剂添加剂存在于制动盘内部。
一旦形成了多个分离的碳纤维单丝、熔融沥青和任选的至少一种添加剂的基本上均匀的混合物(下文称为“(该)混合物”)，该混合物可沉积在模具中(18)。图2为示意图，其图示了混合物32沉积在模具26中的一个实施例。在图2的实施例中，模具26限定在外壁28和内壁30之间限定了的环形。混合物32布置在外壁28和内壁30之间的环形中。尽管图2的实施例图解说明了环形模具26，但在其他实施例中，模具26可限定其他形状，例如方形、矩形、椭圆形或其他更复杂的形状。
模具26可构造为形状接近碳-碳复合摩擦材料所需的形状。通过这种方式，模具26可产生具有近终形的碳-碳复合预制体。
在一些实施例中，该混合物可在装入模具26之前转移到或沉积在蓄存器中。该混合物可保持在该蓄存器中直至蓄积了预定量的混合物，然后可将该混合物转移到或沉积在模具26中。在一些实施例中，该混合物可使用如下工艺转移到或沉积在模具26中，该工艺使得当混合物位于模具26中时，所述多个碳纤维单丝在该混合物中的取向是基本上无规的。可获得所述多个碳纤维单丝的基本无规取向的工艺，可包括不使用压料柱塞(pressureram)或喷嘴而直接将混合物从混合器沉积到压力模具中。
在一些实施例中，该混合物可使用注塑工艺转移至模具26。在一些实施方式中，该混合物的注塑可使得所述多个碳纤维单丝的至少一些取向为沿着混合物进入模具26的流动方向。在一些实施例中，为了基于所述多个碳纤维单丝的取向控制碳-碳复合预制体(和潜在地控制碳-碳复合摩擦材料)的性能，这可能是有利的。例如，注塑所用的喷嘴能够取向为使得混合物传送至模具内的方向有助于使碳纤维单丝取向为沿z轴方向(例如，沿碳-碳复合制动盘的厚度方向)。
一旦混合物转移至或沉积在模具26中，该混合物可冷却形成碳-碳复合预制件(20)。冷却速率可选择为使得不会由于预制体的冷却导致在碳-碳复合预制体中产生显著的缺陷(例如，对碳-碳复合预制体的结构整体性产生不利影响的缺陷)。在一些实施例中，该冷却过程可导致在碳-碳复合预制体中形成一些裂痕或孔隙。在一些实施例中这可能是有利的，因为它在后续加工中可能有利于碳-碳复合预制体的致密化。如上所述，碳-碳复合预制体包括所述多个碳纤维单丝、沥青和添加到混合物中的任何添加剂。在一些实施例中，通过冷却和从模具26中脱除，碳-碳复合预制体可以为近终形(例如，接近碳-碳摩擦材料的最终形状)。
在一些实施例中碳-碳复合预制体能够进一步加工，例如，以形成用于航空航天工业的碳-碳复合制动盘。在一些实施例中，图1所示方法可任选地包括加热碳-碳复合预制体以使沥青碳化(22)。例如，碳-碳复合预制体可加热至介于约600℃至约1200℃的温度以使沥青碳化。碳-碳复合预制体可在曲颈甑中于惰性或还原条件下加热以从预制体中除去非碳成分(氢、氮、氧等)。在一些实施例中，碳化可在加热炉、热等静压机、高压釜或单轴热压机中进行。在一个实施例中，例如，该曲颈甑可用氮气轻轻吹洗大约1小时，然后在约10至约20小时内加热至约900℃(例如，900℃或900℃左右)，然后在约1小时至约2小时内加热至1050℃(例如，1050℃或1050℃左右)。该曲颈甑可在1050℃保持约3至约6小时，然后使其冷却过夜。
一旦碳-碳复合预制体中的沥青已经碳化(22)，可使该碳-碳复合预制体经受至少一个致密化步骤(24)。该至少一个致密化步骤可使用，例如，真空压力浸渍(“VPI”)、树脂转移模塑(“RTM”)和/或CVD/CⅥ中的一个或多个来实施。为了提高复合体的导热性，使该碳-碳复合体致密化可能是有利的；在一些情况下，随着碳-碳复合体的密度增加，其导热更好，并且其作为散热器表现更好。在一些实施例中，碳-碳复合预制体可经受足够数量的致密化步骤以达到介于约1.5g/m3至约1.85g/cm3的最终密度。
在VPI的一些实施例中，碳-碳复合预制体在惰性条件下加热至远高于浸渍沥青的熔点。然后，通过排空预制体除去该碳-碳复合预制体孔隙中的气体。最终，使熔融沥青渗入预制体的孔隙，此时整体压力返回至一个大气压或更高。在VPI工艺中，大量的树脂或沥青在一个容器中融化而多孔碳-碳复合预制体容纳在处于真空的第二容器中。使用真空和压力联合，将熔融树脂或沥青从容器一转移到容纳在第二容器中的多孔预制体内。该VPI工艺通常采用具有低到中等粘度的树脂和沥青。这种沥青可提供比中间相沥青更低的碳收率。
在RTM的一些实施例中，碳-碳复合预制体放置在与所需部件的几何形状相匹配的模具中。通常，相对低粘度的热固性树脂在低温(50℃至150℃)下使用压力或在真空下诱导注入容纳在模具中的多孔碳-碳复合预制体中。在从模具中脱除之前使该树脂在模具中固化。US6,537,470B1(Wood等)描述了一种更灵活的RTM工艺，其能利用高粘度的树脂或沥青。US6,537,470B1的整个公开内容以引用的方式并入本文中。
在CVD/CⅥ的一些实施例中，碳-碳复合预制体在曲颈甑中于惰性气体保护下加热，例如在100托以下的压力下。当碳-碳复合预制体达到介于约900℃至约1200℃的温度时，以含碳气体替换惰性气体，该含碳气体例如天然气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、丙烯、或乙炔、或者这些气体中至少两种的组合。当含碳气体围绕碳-碳复合预制体流动并流过该预制体时，发生一系列复杂的脱氢、缩合和聚合反应发生，从而使碳原子沉积在碳-碳复合预制体的内部和表面。随时间推移，随着越来越多的碳原子沉积到碳-碳复合预制体内的孔隙表面上，该碳-碳复合预制体变得更致密。这个过程有时称为致密化，因为碳-碳复合预制体内的开放空间最终被碳基质填充直至形成通常固体的碳部件。取决于压力、温度和气体成分，沉积碳的晶体结构和晶序能够得到控制，产生从各向同性碳到高度各向异性的有序碳的任何碳材料。公开号2006/0046059的美国专利申请(Arico等)，其整个公开内容以引用的方式并入本文，提供了CVD/CⅥ工艺的综述。
已经描述了各种实施例。这些和其他实施例落在了下列权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种制备碳纤维单丝与熔融沥青的混合物的方法，其特征在于包括：
将至少一根碳纤维分离形成多个碳纤维单丝；
使沥青熔化形成熔融沥青；和
使所述多个碳纤维单丝与该熔融沥青混合以形成碳纤维单丝与熔融沥青的基本上均匀的混合物。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于进一步包括：
使该碳纤维单丝与熔融沥青的基本上均匀的混合物沉积在模具中；和
使该碳纤维单丝与熔融沥青的基本上均匀的混合物冷却以形成碳-碳复合预制体。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于使所述多个碳纤维单丝混合在熔融沥青中包括：使平均密度介于1.76g/cm3至1.9g/cm3的所述多个碳纤维单丝与平均密度介于1.27g/cm3至1.33g/cm3的熔融沥青混合，以形成平均密度介于1.3g/cm3至1.4g/cm3的基本上均匀的混合物。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于使所述多个碳纤维单丝混合在熔融沥青中包括：使所述多个碳纤维单丝混合在熔融沥青中达到碳纤维单丝的体积分数介于15体积百分比(vol.％)至30vol.％。
5.一种制备碳纤维单丝与熔融沥青的混合物的方法，其特征在于包括使用混合器使长度介于6.35毫米至50.8毫米的多个碳纤维单丝混合在熔融沥青中以形成碳纤维单丝在熔融沥青中的基本上均匀的混合物，其中所述多个碳纤维单丝的混合基本上不改变所述多个碳纤维单丝的平均长度。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于进一步包括：
使所述基本上均匀的混合物沉积在模具中；和
使该基本上均匀的混合物冷却以使熔融沥青固化并形成碳-碳复合预制体。
7.根据权利要求5的方法，其特征在于使长度介于6.35毫米至50.8毫米的多个碳纤维单丝混合在熔融沥青中包括：使平均密度介于1.76g/cm3至1.9g/cm3的多个碳纤维单丝与平均密度介于1.27至1.33g/cm3的熔融沥青混合以形成平均密度介于1.3g/cm3至1.4g/cm3的基本上均匀的混合物。
8.根据权利要求5的方法，其特征在于使长度介于6.35毫米至50.8毫米的多个碳纤维单丝混合在熔融沥青中包括：使所述多个碳纤维单丝与熔融沥青混合达到碳纤维单丝的体积分数介于15vol.％至30vol.％。
9.一种制备碳-碳复合预制体的系统，其特征在于包括：
模具；和
布置在模具中的基本上均匀的混合物，其中该基本上均匀的混合物包含熔融沥青和基本上完全分离的多个碳纤维单丝，其中该基本上均匀的混合物通过权利要求1或权利要求5的方法制备。
10.根据权利要求9的系统，其特征在于该基本上均匀的混合物基本上不含原纤化的碳纤维。
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