[发明专利]一种块体碳增强体/碳复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种块体碳增强体/碳复合材料的制备方法，其特征在于：是将碳纤维布放置于管式炉中，采用化学气相沉积法使其表面生长碳纳米管，将表面长有碳纳米管的碳纤维布按所需规格剪裁上胶叠层在一起后干燥固化，在保护气氛下施加压力经高温烧结后得到所述碳增强体/碳复合材料；

所述块体碳增强体/碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)碳纳米管的沉积：将催化剂均匀分布在碳纤维布上，然后将纤维布平铺在反应舟上，将反应舟放入管式电炉中的反应管中心位置，密闭后，通入载气并加热至反应温度还原一定时间后，切断载气，通入反应气体，反应数小时后，关闭反应气体停止加热，冷却至室温得到沉积有碳纳米管的碳纤维布预制体；

(2)块体碳增强体/碳复合材料前驱体的制备：将表面沉积有碳纳米管的碳纤维布预制体按所需规格剪裁上胶，干燥，固化叠层在一起得到块体碳增强体/碳复合材料前驱体；

(3)块体碳增强体/碳复合材料的制备：将制备好块体碳增强体/碳复合材料前驱体在保护气氛下施加压力经高温烧结后得到所述碳增强体/碳复合材料；

所述步骤(3)中烧结的具体过程为：称取所述复合材料的前驱体叠层放置于模具中，所述模具为石墨模具；在保护气氛下烧结，所述保护气氛为氩气；在600～1000℃时开始对模具加压，施加的压力为40～100MPa；当达到最高烧结温度时，所述的最高烧结温度为1500～1800℃；保温一定时间，所述的保温时间为2～8min；然后泄压冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的块体碳增强体/碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述催化剂的摩尔比为Ni：Cu：Al＝2：1：1。

3.根据权利要求1所述的块体碳增强体/碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述载气为N₂，所述反应温度600～900℃；所述反应气体为烃类气体，所述反应时间为1～5h。

4.根据权利要求1所述的块体碳增强体/碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述上胶采用的为环氧树脂胶粘剂。

5.根据权利要求1所述的块体碳增强体/碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述烧结为放电等离子体烧结时，升温速率为100～200℃/min。