[发明专利]一种中低速磁悬浮列车用滑撬体材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种磁悬浮列车配件，具体地说是一种用于中低速磁悬浮列车滑撬体所用的C/C‑SiC复合材料及其制备方法。所述中低速磁悬浮列车用滑撬体按质量百分比计包括下述组分：热解炭：8.4％‑42.3％；碳化硅：26％‑66.4％；硅：2.2％‑13.2％；余量为碳纤维。其制备方法为：以碳纤维为增强体，采用化学渗透法制备出多孔C/C坯体，采用熔融渗硅法制得C/C‑SiC滑撬体材料。本发明所设计和制备的滑撬体材料具有更高硬度、耐磨性、抗氧化性、更低的重量、适中的摩擦系数以及复杂环境下结构稳定性能，具有可观应用前景。同时，本发明制备方法简单可控，便于实现工业化应用。

技术领域：

本发明涉及一种磁悬浮列车配件，具体地说是一种用于中低速磁悬浮列车滑撬体用C/C-SiC复合材料及其制备方法。

背景技术：

随着社会经济的发展和人民生活水平的日益提高，城市人口急剧膨胀，城市化进程不断加快，城市规模迅速扩大。一方面人们的出行次数迅速增加，另一方面人们对旅行质量的要求也在逐步提高，要求提供更加快捷、安全、舒适及符合环保要求的交通运输工具。欧美、日本等发达国家的发展经验表明，轨道交通是解决市郊和市内中短距离旅客运输问题的有效方法。然而地铁造价惊人，轻轨噪音又大，这就需要一种更先进的安全、环保、快捷、低能耗和低成本的新型城市轨道交通工具。由此中低速磁浮列车应运而生，适合作为城市轨道交通运输工具，尤其近年来国内外磁浮技术的快速发展也推动着它在地面运输工程化应用上的进步。因此中低速磁浮列车应该更适合作为未来主要的市内交通运输工具。在我国，幅员辽阔、城市人口众多，尤其适合发展中低速磁浮铁路。

垂向滑撬装置是磁悬浮列车库内停车时的驻车装置，也是列车辅助停车制动装置，可满足列车在70‰的大坡道上停车，且具有滑动拖行及紧急制动的功能。滑撬体是垂向滑撬的关键部件，要求材料有足够的强度、良好的摩擦性能以及强的环境适应能力。C/C-SiC复合材料具备高比强度、高比模量、优异的高温机械性能、高温热稳定性、高热导率及低热膨胀系数等一系列优良性能，还具有致密化程度高、使用寿命长、对环境适应性强等一系列优异性能，是理想的磁悬浮列车滑撬体材料。此外，C/C-SiC滑撬体材料满足列车轻量化要求。

现有技术中已有制备滑撬体的相关技术；如专利CN101239835A中就提供了一种很好的技术；但随着人们对滑撬体性能要求也来越高；尤其是如何得到轻质且抗压耐磨的滑撬体成为了急需突破的技术瓶颈。

发明内容：

本发明所要解决的问题是提供一种具有更好的耐热性、耐磨损、摩擦系数适中、制动平稳、环境适应性强且轻质的中低速磁悬浮列车用滑撬体。

本发明一种中低速磁悬浮列车用滑撬体；所述中低速磁悬浮列车用滑撬体以碳纤维为增强体，采用化学渗透法制备出多孔C/C坯体，采用熔融渗硅法制得C/C-SiC滑撬体材料，所述中低速磁悬浮列车用滑撬体按质量百分比计包括下述组分：

热解炭：8.4％-42.3％；优选为16.3％-32％；进一步优选为31.22％；

碳化硅：26％-66.4％；优选为26％-54.5％；进一步优选为26.68％；

硅：2.2％-13.2％；优选为2.6％-4.4％；进一步优选为2.61％；

余量为碳纤维。

本发明一种中低速磁悬浮列车用滑撬体的制备方法，包括下述步骤：

(1)、炭纤维针刺预制体：

采用一层无纬布与一层网胎，以1.x+1.y的方式连续针刺制成炭纤维预制体，其密度在0.40～0.60g/cm³之间；

(2)、高温热处理：

在保护气氛下，将制得的炭纤维预制体进行1800～2200℃高温热处理至少1小时，其目的为脱胶并防止后续热加工中因应力集中产生变形；