[发明专利]一种缠绕炭/炭管材的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管材的制备方法，尤其是涉及一种缠绕炭/炭管材的制备方法。

背景技术

现有的用于石墨加热器、蒸发器、再沸器的管材，材料耐高温性能、延展性、耐腐蚀性能的方面均存在不理想之处，影响了产品的使用寿命和质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种缠绕炭/炭管材的制备方法，以制备出延展性、耐热性及耐腐蚀性好的缠绕炭/炭管材。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种缠绕炭/炭管材的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)采用缠绕法制备管状预制体：将芯模固定在缠绕机上，将预浸过树脂的炭纤维缠绕在芯模上并施加0.5Kg-3Kg的拉力，制得管状预制体，所述芯模为钢芯或石墨芯；

(2)固化-炭化处理：将步骤(1)中的管状预制体进行固化-炭化处理，固化温度为130-220℃，炭化温度为750-1200℃，对于采用钢芯的管状预制体进行脱模处理；

(3)树脂浸渍-炭化致密工艺：在压力为1.0～3.0Mpa的条件下，在浸渍罐中对步骤(2)中经固化-炭化处理后的管状预制体进行树脂浸渍，出罐后进行固化处理，然后转入炭化炉进行炭化处理制得炭/炭管材坯体，所述固化处理温度为130-220℃，炭化处理温度为750-1200℃；

(4)重复步骤(3)，直至所述炭/炭管材坯体的密度≥1.30g/cm³；

(5)高温处理工艺：在真空或者保护气氛下，将步骤(4)中的炭/炭管材坯体进行高温处理，所述高温处理温度为1600-2500℃；

(6)将步骤(5)中经高温处理后的炭/炭管材坯体进行机械加工，即得到缠绕炭/炭管材。

上述步骤(1)中的树脂为酚醛树脂、呋喃树脂或环氧树脂。

上述步骤(3)中的树脂为酚醛树脂或呋喃树脂。

上述步骤(6)中所述缠绕炭/炭管材的直径为30～500mm，长度100～1500mm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)炭/炭管材相对于石墨管材，可有效提高管材的强度、延展性。

(2)采用缠绕法制备缠绕预制体，可使炭/炭管材一次成型，相对于石墨管材的挤压成型，可有效防止管材的变形。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

实施例1

(1)采用缠绕法制备管状预制体：选取25mm直径的钢芯模固定在缠绕机上，对预浸过树脂的炭纤维施加0.5Kg的拉力，制得长度为110mm的管状预制体，所述树脂为酚醛树脂、呋喃树脂或环氧树脂。

(2)固化-炭化处理：将步骤(1)制备的管状预制体进行固化-炭化处理，固化温度为130℃，炭化温度为750℃，对炭化后的管状预制体进行进行脱模处理。

(3)树脂浸渍-炭化致密工艺：在1.0MPa压力条件下，在浸渍罐中对步骤(2)中经固化-炭化处理后的管状预制体进行树脂浸渍，出罐后进行固化处理，然后转炭化炉进行炭化处理制得炭/炭管材坯体，所述固化处理温度为130℃，炭化温度为750℃；所述树脂为酚醛树脂或呋喃树脂。

(4)重复步骤(3)，直至所述炭/炭管材坯体的密度≥1.30g/cm³；

(5)高温处理工艺：在真空或者保护气氛下，将步骤(3)中的炭/炭管材坯体进行高温处理，所述高温处理温度为1600℃。

(6)将步骤(5)中高温处理后的炭/炭管材坯体进行机械加工，即可得到直径为30mm、长度为100mm的缠绕炭/炭管材产品。

实施例2

(1)采用缠绕法制备管状预制体：选取245mm直径的石墨芯模固定在缠绕机上，对预浸过树脂的炭纤维施加1.5Kg的拉力，制得长度为760mm的管状预制体，所述树脂为酚醛树脂、呋喃树脂或环氧树脂。

(2)固化-炭化处理：将步骤(1)制备的管状预制体进行固化-炭化处理，固化温度为180℃，炭化温度为950℃。

(3)树脂浸渍-炭化致密工艺：在2.0MPa压力条件下，在浸渍罐中对步骤(2)中经固化-炭化处理后的管状预制体进行树脂浸渍，出罐后进行固化处理，然后转炭化炉进行炭化处理制得炭/炭管材坯体，所述固化处理温度为180℃，炭化温度为950℃；所述树脂为酚醛树脂或呋喃树脂。

(4)重复步骤(3)，直至所述炭/炭管材坯体的密度≥1.30g/cm³；