CN106220215A - 一种利用脱模纸制备碳碳复合材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用脱模纸制备碳碳复合材料的方法，属于复合材料制备技术领域，包括步骤如下：(1)在石墨模具外表面包裹脱模纸；(2)将碳纤维坯料套装到包裹好脱模纸的石墨模具上，装入化学气相沉积炉内；(3)抽真空，输入氩气，加温，输入富碳气氛原料，降温至室温后出炉，将增密固化后的碳纤维坯料与石墨模具分离。本发明防止了碳纤维坯料在增密固化过程中与石墨模具接触面发生反应而发生粘连，造成二者不易分离和分离后带来合格率降低和损坏模具的问题，使碳纤维坯料增密固化出炉后很容易分离开，不损伤碳纤维坯料内壁和石墨模具表面。

Description

一种利用脱模纸制备碳碳复合材料的方法
技术领域
本发明涉及一种利用脱模纸制备碳碳复合材料的方法，属于复合材料制备技术领域。
背景技术
C/C复合材料是一种用高强度碳纤维和碳素基质制备成的一种复合材料，由于其具有低密度、大热容、高比强度、耐腐蚀、拉制、磨损性能，使其在单晶硅设备热场坩埚使用中得到使用者越来越多的认可，尤其在26吋及以上较大规格的单晶设备热场坩埚中，相比石墨热场坩埚其优势得到行业内普遍认同。但是随着坩埚规格的变大，其制备过程的工装和技术要求也越来越高，其中在防止碳纤维坯料固化前变形方面就是一个现实问题。
为防止在碳纤维坯料固化形成前变形，目前采用制作一石墨材质的模具，外形规格和样式同碳纤维坯料外形规格和样式相匹配，生产前将碳纤维坯料套装在石墨模具上，可以防止碳纤维坯料在装炉、炉内抽真空及高温下等环境下产生变形。出炉后可以得到不变形的碳纤维坯料固化后形状。
碳纤维坯料套装在石墨模具上装入化学气相沉积炉内，在一定的温度、真空压力下进行渗碳增密过程中，碳纤维坯料与石墨模具的接触部位容易发生反应，不但造成出炉后的分离困难，而且会对已经增密固化的碳纤维坯料内壁和石墨模具造成损害，将增密固化后的碳纤维坯料和石墨模具分离时，石墨模具与固化后的坯料在接触面粘连在一起，使用工具进行敲打和牵引后方可使其脱离开，脱离后石墨模具外表面损伤痕迹，固化后的坯料内表面有被粘结物分离后留下的凹凸痕迹，降低了产品的合格率和增加石墨模具成本费用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种利用脱模纸制备碳碳复合材料的方法。
本发明的技术方案如下：
一种利用脱模纸制备碳碳复合材料的方法，包括步骤如下：
(1)在石墨模具外表面包裹脱模纸；
(2)将碳纤维坯料套装到包裹好脱模纸的石墨模具上，装入化学气相沉积炉内；
(3)抽真空，输入氩气，加温，输入富碳气氛原料，降温至室温后出炉，将增密固化后的碳纤维坯料与石墨模具分离。
根据本发明优选的，步骤(1)中，脱模纸为硫酸纸。
进一步优选的，步骤(1)中，硫酸纸接口处为胶接。
进一步优选的，步骤(1)中，在石墨模具外表面包裹硫酸纸，硫酸纸通过管箍卡套在石墨模具上，管箍包括两个半圆环，两个半圆环一端通过铰接连接，两个半圆环另一端通过螺栓相连。将硫酸纸用管箍固定于石墨模具上，再在硫酸纸的接口处进行胶接，使硫酸纸能方便、牢固的固定于石墨模具上。
进一步优选的，管箍为不锈钢制成的管箍。
进一步优选的，所述螺栓为调节螺栓。以使其能适应一定规格范围的石墨模具。
本发明在石墨模具和碳纤维坯料之间用一种硫酸纸进行隔开，使碳纤维坯料增密固化过程中不会与石墨模具接触面发生反应而产生粘连，出炉后很容易分离开，不损伤碳纤维坯料内壁和石墨模具表面。
本发明利用硫酸纸质地坚实、密致而透明，具有对油脂和水的渗透抵抗力强，不透气的特性当作碳纤维坯料和石墨模具的隔离物，使得增密固化后的坯料与石墨模具能够很容易的脱模、分离开。
本发明的有益效果在于：
本发明防止了碳纤维坯料在增密固化过程中与石墨模具接触面发生反应而发生的粘连，造成二者不易分离和分离后带来合格率降低和损坏模具的问题。
本发明的技术方案可适用于一定范围规格的石墨模具，可操作性强，适用范围广。
利用本发明的方案，一人很轻松即可将增密固化后的坯料和石墨模具进行分离开，石墨模具和坯料内壁接触面无粘连痕迹，没有留下粘连分开后的痕迹。
附图说明
图1为本发明利用脱模纸制备的结构示意图；
其中，1、石墨模具，2、脱模纸，3、碳纤维坯料，4、管箍。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
如图1所示。
实施例1：
一种利用脱模纸制备碳碳复合材料的方法，包括步骤如下：
(1)在备好的石墨模具外表面包裹硫酸纸，将硫酸纸接口部位进行胶接；
(2)将与石墨模具规格匹配的碳纤维坯料套装到包裹好硫酸纸的石墨模具上，装入化学气相沉积炉内；
(3)抽真空到100帕，按0.8L/min流量输入纯度为99.99的氩气，加温至950度，按0.9L/min流量输入一种富碳气氛原料，本实施例中该种富碳气氛为丙烯，持续给富碳气氛原料通气60小时后停气，降温至室温后出炉，将增密固化后的碳纤维坯料与石墨模具分离，增密固化后碳纤维坯料转入下道工序，石墨模具留置备下次使用。
实施例2：
一种利用脱模纸制备碳碳复合材料的方法，其步骤如实施例1所述，区别在于，步骤(1)中，在石墨模具外表面包裹硫酸纸，硫酸纸通过管箍卡套在石墨模具上，管箍为不锈钢制成的管箍。管箍包括两个半圆环，两个半圆环一端通过铰接连接，两个半圆环另一端通过螺栓相连，螺栓为调节螺栓。将硫酸纸用管箍固定于石墨模具上，再于硫酸纸的接口处胶接，使硫酸纸能方便、牢固的固定于石墨模具上。

Claims (6)

1.一种利用脱模纸制备碳碳复合材料的方法，其特征在于，包括步骤如下：
(1)在石墨模具外表面包裹脱模纸；
(2)将碳纤维坯料套装到包裹好脱模纸的石墨模具上，装入化学气相沉积炉内；
(3)抽真空，输入氩气，加温，输入富碳气氛原料，降温至室温后出炉，将增密固化后的碳纤维坯料与石墨模具分离。
2.根据权利要求1所述的利用脱模纸制备碳碳复合材料的方法，其特征在于，步骤(1)中，脱模纸为硫酸纸。
3.根据权利要求2所述的利用脱模纸制备碳碳复合材料的方法，其特征在于，步骤(1)中，硫酸纸接口处为胶接。
4.根据权利要求2所述的利用脱模纸制备碳碳复合材料的方法，其特征在于，步骤(1)中，在石墨模具外表面包裹硫酸纸，硫酸纸通过管箍卡套在石墨模具上，管箍包括两个半圆环，两个半圆环一端通过铰接连接，两个半圆环另一端通过螺栓相连。
5.根据权利要求4所述的利用脱模纸制备碳碳复合材料的方法，其特征在于，步骤(1)中，管箍为不锈钢制成的管箍。
6.根据权利要求4所述的利用脱模纸制备碳碳复合材料的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述螺栓为调节螺栓。
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