[发明专利]一种液态前驱体雾化制备碳/碳复合材料的方法

权利要求书

1.一种液态前驱体雾化制备碳/碳复合材料的方法，其特征在于：所述方法是采用多点式压力喷雾装置将前驱体以液化喷雾方式喷入反应器和预制体中，液相前驱体经过雾化-气化-高温裂解而快速沉积得到密度为1.6-1.8g/cm³的碳/碳复合材料。

2.如权利要求1所述一种液态前驱体雾化制备碳/碳复合材料的方法，其特征在于：所述前驱体是环己烷和煤油。

3.如权利要求1所述一种液态前驱体雾化制备碳/碳复合材料的方法，其特征在于：所述预制体是由碳纤维多孔结构组成的。

4.如权利要求1所述一种液态前驱体雾化制备碳/碳复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备多孔预制体：将具有多孔的碳毡、碳纤维布、2D碳纤维编织体或3D的碳纤维编织体制成所需形状和大小的预制体；

(2)制备石墨发热体及其附件：根据多孔预制体的大小，将普通石墨加工成圆柱形石墨发热体或长方体，根据反应器中的空间和石墨发热体的位置确定预制体放置的方式和放置的数量；

(3)将石墨发热体和多孔预制体依次放入反应器中，保证多孔预制体一侧与发热体加热面紧密接触，形成高温区，保证加热充分；

(4)将化学液相气化沉积装置的冷凝器盖于反应器之上并密封，启动机械真空泵，将反应器中空气抽至1kPa以下，停止真空泵，然后通过保护气入口向反应器中充保护气体N₂至一个大气压，打开出气口，并保证保护气体的流量为10～40升/小时；开动冷却系统；

(5)启动加热电源，通过石墨发热体加热多孔预制体；加热过程通过热电偶测量多孔预制体的内侧高温区的温度，使其高温区的温度升至900℃；

(6)通过液态前驱体补给系统和雾化装置向反应室中喷射雾态前驱体，通过雾化装置控制反应器里面的气体的浓度；

(7)保持预制体高温区温度在900℃-1350℃，连续喷雾，沉积反应2-8小时，并根据反应室内前躯体浓度及时调整和补充雾化装置中的煤油；

(8)依次停止雾化装置，加热电源，冷却至室温后，再停止保护气体N²和冷凝器冷却水；

(9)打开冷凝器，取出反应器中的石墨发热体和沉积好的预制体；

(10)将石墨发热体、沉积好的预制体沿接触面切开，即得到密度1.6-1.8g/cm³的碳/碳复合材料，并对碳/碳复合材料进一步检测、加工，得到产品。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的液态低分子烃选自煤油、汽油、柴油、环己烷其中一种；所述的保护气体选自氮气或氩气。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的多孔预制体的形状为环形、圆盘形、块状等各种形状。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的加热电源为电阻加热或感应加热。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的雾化装置可以为多点压力式或离心多级式或压缩空气式或旋转式。