CN110877983A - 一种c/c复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种C/C复合材料的制备方法。包括如下步骤：1）将短切碳纤维与高残碳树脂进行混合，通过模压的工艺获得高残碳树脂基复合材料；2）将步骤1）高残碳树脂基复合材料进行830℃‑850℃常压碳化处理，获得低密度C/C复合材料；3）将步骤2）低密度C/C复合材料置于压力浸渍灌内，浸渍高残碳树脂，获得C/C‑高残碳树脂复合材料；4）将获得C/C‑高残碳树脂复合材料进行常压碳化处理，材料密度进一步提高；5）重复步骤3）和4）过程，直至密度达到1.85g/cm3以上。本发明可以降低制备周期和生产成本。

Description

一种C/C复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种C/C复合材料的制备方法。
背景技术
碳/碳复合材料在高温下具有优异的机械性能和热学性能，已被广泛用于航空和航天领域，如火箭发动机喷管喉衬、飞机用刹车盘、磁浮列车滑撬板等。目前制备C/C复合材料的主流工艺方法是将碳纤维预制体经多次等温CVI工艺或多次液相（树脂或沥青）浸渍碳化（PIC）工艺，或是上述两种工艺的复合法。目前制备密度为1.85g/cm3的C/C复合材料约需要4-5个月，制备周期长，导致生产成本高，限制了其在民用方面的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：
本发明目的是提供一种C/C复合材料的制备方法，降低制备周期和生产成本。
本发明所采取的技术方案：
一种C/C复合材料的制备方法，包括如下步骤：
1）将短切碳纤维与高残碳树脂进行混合，通过模压的工艺获得高残碳树脂基复合材料；
2）将步骤1）高残碳树脂基复合材料进行830℃-850℃常压碳化处理，获得低密度C/C复合材料；
3）将步骤2）低密度C/C复合材料置于压力浸渍灌内，浸渍高残碳树脂，获得C/C-高残碳树脂复合材料；
4）将获得C/C-高残碳树脂复合材料进行常压碳化处理，材料密度进一步提高；
5）重复步骤3）和4）过程，直至密度达到1.85g/cm3以上。
进一步地，所述高残碳树脂为呋喃树脂、酚醛树脂或聚芳基乙炔树脂。
进一步地，所述步骤3）中压力浸渍灌浸渍压力为0.5MPa-1.6MPa、加压时间为10-120min。
进一步地，所述步骤3）中C/C复合材料置于压力浸渍灌内浸渍后，升温固化，最终固化温度为170℃-180℃。
本发明的有益效果：
本发明所制备的C/C复合材料制备周期短，生产成本低。
附图说明
图1.C/C复合材料制备流程图。
具体实施方式
实施例1
一种C/C复合材料的制备方法，包括如下步骤：
1）将T300短切碳纤维与硼酚醛树脂进行混合制成预混料，通过模压的工艺获得碳纤维/硼酚醛模压复合材料；
2）然后将碳纤维/硼酚醛模压复合材料进行850℃常压碳化处理，获得低密度C/C复合材料，材料的密度为1.35g/cm3；
3）然后将低密度C/C复合材料置于压力浸渍灌内，在1.6MPa、60℃条件下浸渍硼酚醛树脂，浸渍1.5小时后升温固化，最终固化温度为180℃，获得C/C-硼酚醛树脂复合材料；
4）将获得C/C-硼酚醛树脂复合材料进行850℃常压碳化处理，材料密度进一步提高，密度为1.58g/cm3；
5）重复步骤3和4过程5次，密度达到1.87g/cm3以上。
实施例2
一种快速低成本制备C/C复合材料的方法，特征在于，包括如下制造过程：
1）将T700短切碳纤维与呋喃树脂进行混合制成预混料，通过模压的工艺获得碳纤维/呋喃模压复合材料；
2）然后将碳纤维/呋喃模压复合材料进行830℃常压碳化处理，获得低密度C/C复合材料，材料的密度为1.42g/cm3；
3）然后将低密度C/C复合材料置于压力浸渍灌内，在1.6MPa、70℃条件下浸渍呋喃树脂，浸渍2.0小时后升温固化，最终固化温度为170℃，获得C/C-呋喃树脂复合材料；
4）将获得C/C-呋喃树脂复合材料进行830℃常压碳化处理，材料密度进一步提高，密度为1.65g/cm3；
5）重复步骤3和4过程6次，密度达到1.86g/cm3以上。

Claims (4)

1.一种C/C复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将短切碳纤维与高残碳树脂进行混合，通过模压的工艺获得高残碳树脂基复合材料；
2）将步骤1）高残碳树脂基复合材料进行830℃-850℃常压碳化处理，获得低密度C/C复合材料；
3）将步骤2）低密度C/C复合材料置于压力浸渍灌内，浸渍高残碳树脂，获得C/C-高残碳树脂复合材料；
4）将获得C/C-高残碳树脂复合材料进行常压碳化处理，材料密度进一步提高；
5）重复步骤3）和4）过程，直至密度达到1.85g/cm3以上。
2.根据权利要求1所述C/C复合材料的制备方法，其特征在于：所述高残碳树脂为呋喃树脂、酚醛树脂或聚芳基乙炔树脂。
3.根据权利要求1所述C/C复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中压力浸渍灌浸渍压力为0.5MPa-1.6MPa、加压时间为10-120min。
4.根据权利要求1或3所述C/C复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中C/C复合材料置于压力浸渍灌内浸渍后，升温固化，最终固化温度为170℃-180℃。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115385707A (zh) * 2021-05-20 2022-11-25 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种高体积分数碳粘结短切碳纤维复合材料的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5364571A (en) * 1993-02-17 1994-11-15 Avco Corporation Method of making a composite material
CN104311093A (zh) * 2014-09-26 2015-01-28 内蒙古航天红岗机械有限公司 一种碳/碳复合材料的制备方法
CN106103385A (zh) * 2014-03-27 2016-11-09 蓝立方知识产权有限责任公司 用于制造碳‑碳复合物的方法
CN110156485A (zh) * 2019-05-28 2019-08-23 中国科学院金属研究所 一种短周期、低成本制备高性能碳/碳复合材料的方法
CN110256095A (zh) * 2019-06-27 2019-09-20 内蒙古航天红岗机械有限公司 一种c/c复合材料制备过程机加料屑再利用方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5364571A (en) * 1993-02-17 1994-11-15 Avco Corporation Method of making a composite material
CN106103385A (zh) * 2014-03-27 2016-11-09 蓝立方知识产权有限责任公司 用于制造碳‑碳复合物的方法
CN104311093A (zh) * 2014-09-26 2015-01-28 内蒙古航天红岗机械有限公司 一种碳/碳复合材料的制备方法
CN110156485A (zh) * 2019-05-28 2019-08-23 中国科学院金属研究所 一种短周期、低成本制备高性能碳/碳复合材料的方法
CN110256095A (zh) * 2019-06-27 2019-09-20 内蒙古航天红岗机械有限公司 一种c/c复合材料制备过程机加料屑再利用方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
方勋华等: "浸渍工艺对炭／炭复合材料力学性能的影响", 《湖南冶金》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115385707A (zh) * 2021-05-20 2022-11-25 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种高体积分数碳粘结短切碳纤维复合材料的制备方法
CN115385707B (zh) * 2021-05-20 2023-08-08 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种高体积分数碳粘结短切碳纤维复合材料的制备方法

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