CN209161925U - 泡沫碳纤维复合结构 - Google Patents
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Abstract
一种泡沫碳纤维复合结构，包括炉体（7）、设置在炉体（7）内的传送带（9）设置在传送带（9）两侧的石墨加热棒（10），其技术要点是：炉体（7）由内向外依次为保温层（3）、过渡层（2）、保护层（1）；石墨加热棒（10）沿传送带（9）的行进方向等间隔限位在炉体（7）内，石墨加热棒（10）由内向外依次为泡沫碳（6）、碳布（5）、保护涂层（4）。其具有抗氧化性强、使用寿命长、外形美观等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及石墨毡领域，尤其涉及一种具有复合层结构的石墨毡，具体说是一种泡沫碳纤维复合结构。
背景技术
泡沫碳是一种由孔泡和相互连接的孔泡壁组成的具有三维网状结构的轻质多孔材料。其良好的开孔结构和优良的热传导性能使其具有非常好的介质填充、通过和换热能力，是应用价值非常高的新型热管理材料。高导热泡沫碳由于比热导率非常高，特别适合在航天、航天、船舶等领域的热管理系统中应用，而在某些领域中的热管理系统需要在高温有氧环境中服役。
近年来，泡沫碳材料的研究在国内外得到高度关注，毫无疑问基于价廉易得的初始原料，采用简易的工艺路线、制备性能优异且稳定的泡沫碳材料是人们追求的终极目标之一。但是泡沫碳成型后在机加过程中容易出现断裂的问题，本专利将解决泡沫碳成型后在机加过程中容易出现断裂的问题，使泡沫碳的成品率提升。
国内碳纤维硬毡主要采取软碳毡浸渍分层粘接(石墨纸与碳纤维粘接，碳布与碳纤维粘接）的成型工艺。软碳毡浸渍模压工艺存在的缺点是制品强度低，高温使用时易分层开裂，使用寿命短；采用软毡分层粘接制成的硬毡样，虽然解决了强度问题，但其导热系数增大，保温性能降低等缺陷。另外，现有的石墨复合材料中，表面粘贴石墨纸易出现撕裂、起泡等现象，而只粘贴碳布虽然提高了泡沫碳的强度，但又不具有一定的抗氧化性和抗腐蚀性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种泡沫碳纤维复合结构，从根本上解决了上述问题，其具有抗氧化性强、使用寿命长、外形美观等优点。采取在其表面粘接碳布的方式提高其表面强度，避免在加工过程中造成泡沫碳表面断裂，同时在碳布表面做涂层处理。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：该泡沫碳纤维复合结构包括炉体、设置在炉体内的传送带设置在传送带两侧的石墨加热棒，其技术要点是：炉体由内向外依次为保温层、过渡层、保护层；石墨加热棒沿传送带的行进方向等间隔限位在炉体内，石墨加热棒由内向外依次为泡沫碳、碳布、保护涂层。
本实用新型的有益效果：将炉体制成多层结构，各层通过采用不同的材料复合，有效降低了物料成本。为保证保护层完全紧贴在保温层上，而设置了过渡层，使内外层结合极性相对较差的材料实现完美过渡，在不影响保温效果的前提下，提高了复合层结构的稳定性。在炉体内沿传送带方向上等间隔设置石墨加热棒，加热棒芯材采用泡沫碳，保证了其刚性，外部依次设置碳布和保护层，有效延长了其使用特性，从而可在长时间使用后，仍可保证表面不脱落、不开裂。
附图说明
图1为本实用新型的剖视结构示意图。
图2为图1的剖视结构示意图。
具体实施方式
以下结合图1~2，通过具体实施例详细说明本实用新型的内容。该泡沫碳纤维复合结构包括炉体7、设置在炉体7内的传送带9设置在传送带9两侧的石墨加热棒10。其中，炉体7由内向外依次为保温层3、过渡层2、保护层1。保温层1可选用粘胶基固化石墨毡制成，过渡层可选用丙烯腈基碳毡制成，保护层可选用氧化丝碳毡制成。氧化丝碳毡层耐烧蚀性强，成本相对较低；丙烯腈基碳毡作为保温层，可有效将最外层与最内层粘接实现完美过渡；粘胶基石墨毡保温效果好，将其置于最内侧。通过上述结构，在保证保温效果的前提下，有效降低制造成本。石墨加热棒10沿传送带9的行进方向等间隔限位在炉体7内，石墨加热棒10由内向外依次为泡沫碳6、碳布5、保护涂层4。保护涂层4主要包括树脂粘合剂与高纯鳞片石墨、纳米碳化硅和纳米二氧化硅、纳米碳化硼、纳米氮化硼等一种或几种混合物。其中，树脂粘合剂优选热固性树脂酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂等。鳞片石墨是一种层状结构的天然固体润滑剂，来源广泛且价格低廉，理化性能优异，而且具有良好的热传导性、导电性、抗热震性，耐腐蚀性等。
石墨加热棒10的制备可采用以下方法：选用生产过程中产生的边角余料进行粉碎后获得的短碳纤维（沥青基碳纤维、PAN 基碳纤维、粘胶基碳纤维中的一种）与树脂粉按照一定比例混合均匀后，装入模具中挤压成型；将模具送入固化炉中固化后，初步加工成型，使其表面达到平整的效果；在泡沫碳6表面用树脂粘合剂粘接碳布5，进行二次固化后，用树脂粘合剂（如环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂等）粘接碳布，经过二次固化后，机加工定型，此时减少了泡沫碳表面易断裂的问题，增加了表面强度；在粘有布面的泡沫碳表面涂刷保护涂层，保护涂层包括树脂粘合剂（如环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂等）与高纯鳞片石墨、纳米碳化硅和纳米二氧化硅、纳米碳化硼、纳米氮化硼等的混合物，制成预成型品；最后送至通有惰性气体的碳化炉进行碳化处理，即得成品样。
附图标记说明：
1保护层
2过渡层
3保温层
4保护涂层
5碳布
6泡沫碳
7炉体
8加热通道
9传送带
10石墨加热棒。
Claims (1)
1.一种泡沫碳纤维复合结构，包括炉体（7）、设置在炉体（7）内的传送带（9）设置在传送带（9）两侧的石墨加热棒（10），其特征在于：炉体（7）由内向外依次为保温层（3）、过渡层（2）、保护层（1）；石墨加热棒（10）沿传送带（9）的行进方向等间隔限位在炉体（7）内，石墨加热棒（10）由内向外依次为泡沫碳（6）、碳布（5）、保护涂层（4）。
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- 2018-11-08 CN CN201821831650.0U patent/CN209161925U/zh active Active
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| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of utility model: Foam carbon fiber composite structure Granted publication date: 20190726 Pledgee: China Construction Bank Corporation Liaoyang Branch Pledgor: LIAONING JINGU CARBON MATERIAL CO.,LTD. Registration number: Y2024210000034 |
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