[发明专利]一种碳碳复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种碳碳复合材料的制备方法。

背景技术

现有技术中，化学气相渗透工艺是制备碳碳复合材料的主要方法，等温化学气相渗透工艺设备简单、操作方便，对复杂形状制品可处理性强，具有一炉多制品同时渗透的特点，在碳碳复合材料制备领域占据极其重要的地位。其不足之处在于：等温化学气相渗透工艺存在热解反应、沉积反应和气体扩散之间的竞争，沉积速率大于扩散速率，导致碳碳复合材料出现严重的密度梯度，甚至出现表面结壳现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳碳复合材料的制备方法，使其表面结构更加均匀，不会产生表面结壳现象。

本发明的目的是这样是实现的：一种碳碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将整体碳毡置于真空干燥箱中烘干，控制干燥箱内温度为100℃；

2)将干燥后的碳毡冷却，将冷却后的碳毡连同夹具一起放入微波炉内加热；

3)对微波炉内腔抽真空，向内充入氮气，再将微波炉内腔抽真空，再充入氮气直到内部气压为1.3MPa；

4)微波炉加热使碳毡在800-1000℃下保温20-40min再对碳毡进行致密化。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2)中控制干燥后的碳毡以20℃/秒的温降速度降低到20℃。

作为本发明的进一步改进，所述步骤4)中控制碳毡在950℃下保温30min，碳毡的致密化周期为90h。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：采用微波热解化学气相渗透工艺抑制了碳毡表层的均相热解反应和表面沉积反应，消除了表面结壳现象；微波对表面沉积反应具有一定的催化作用，提高了碳毡的致密化速率，制得的碳碳复合材料的结构更加均匀。

具体实施方式

下面结合具体实施例详细说明本发明。

一种碳碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将整体碳毡置于真空干燥箱中烘干，控制干燥箱内温度为100℃；

2)将干燥后的碳毡以20℃/秒的温降速度冷却到20℃，将冷却后的碳毡连同夹具一起放入微波炉内加热；

3)对微波炉内腔抽真空，向内充入氮气，再将微波炉内腔抽真空，再充入氮气直到内部气压为1.3MPa；

4)微波炉加热使碳毡在950℃下保温30min再对碳毡进行致密化，致密化周期为90h。

本发明采用微波热解化学气相渗透工艺抑制了碳毡表层的均相热解反应和表面沉积反应，消除了表面结壳现象；微波对表面沉积反应具有一定的催化作用，提高了碳毡的致密化速率，制得的碳碳复合材料的结构更加均匀。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。