[发明专利]一种炭/炭复合材料空心板的制备方法

权利要求书

1.一种炭/炭复合材料空心板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）原材料及模具准备：准备好上面板坯体（11），芯部坯体（211），下面板坯体（31），树脂粘结剂；准备好模具架（4）和模芯杆（41）；

（2）制坯：（a）将步骤（1）准备的所述上面板坯体（11），所述芯部坯体（211），所述下面板坯体（31）均匀涂刷所述树脂粘结剂；

（b）将经步骤（a）处理后的所述芯部坯体（211）、所述模芯杆（41）依次多层放置在所述模具架（4）上，所述模芯杆（41）两头串在所述模具架（4）的螺纹杆上，每穿上一根所述模芯杆（41），分别在所述螺纹杆上串上等高钢片；

（c）翻边、贴加上下面板坯体：将经步骤（b）处理后的所述芯部坯体（211）未被所述模芯杆（41）压置的部分分别翻向两边，与所述模芯杆（41）的另一侧面紧密贴合，然后用针和炭纤维绳将所述芯部坯体（211）翻下相邻的部分分别缝合，并刷涂所述树脂粘结剂；再将经步骤（a）处理后的所述上面板坯体（11）平铺在翻好边且缝合好的一侧上，紧密贴合；将所述模具架（4）翻转，将另一侧同样翻边缝合，将经步骤（a）处理后的所述下面板坯体（31）平铺在翻好边且缝合好的另一侧上，紧密贴合；

（3）坯体固化：将经步骤（c）处理后的坯体连同所述模具架（4）进行加压升温固化处理，固化后将所述坯体与所述模具架（4）及所述模芯杆（41）脱模分离；

（4）炭化处理：将经步骤（3）处理后的所述坯体置于炭化炉中进行炭化处理，充分炭化后降温出炉，对所述坯体表面和中心孔洞进行清理，保证无炭渣残余；

（5）高温处理：将经步骤（4）处理后的所述坯体置于高温炉中进行高温处理，高温处理后降温出炉，对所述坯体表面和中心孔洞进行清理，保证无炭渣残余；

（6）增密处理：将经步骤（5）处理后的所述坯体进行化学气相沉积和/或树脂浸渍-固化-炭化-高温循环的工艺方式增密，直至所述坯体的密度达到产品的密度要求；

（7）机加工处理：将经步骤（6）处理后的所述坯体进行机加工至图纸要求尺寸，即得成品。

2.根据权利要求1所述的炭/炭复合材料空心板的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述上面板坯体（11）、所述芯部坯体（211）和所述下面板坯体（31）的坯体材料为三维针刺毡，所述三维针刺毡的针刺密度为10-50针/cm²，所述三维针刺毡的体积密度为0.5±0.1g/cm³；所述芯部坯体（211）的横截面呈“H”形状。

3.根据权利要求1所述的炭/炭复合材料空心板的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述树脂粘结剂为呋喃树脂或酚醛树脂，所述树脂粘结剂的固化剂采用磷酸、苯磺酸、对苯甲磺酸中的一种，所述固化剂用量的质量分数为1%-10%。

4.根据权利要求1所述的炭/炭复合材料空心板的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述固化温度为200-250℃，保温时间为0.5-3h。

5.根据权利要求1或4所述的炭/炭复合材料空心板的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述加压升温固化方式为采用有贯通孔洞的上压板（5）和下压板（6），在所述上压板（5）和所述下压板（6）的孔洞中插入加热管（7），然后在所述上压板（5）和下压板（6）之间放置等高块，利用千斤顶在上面以及两侧对所述坯体施加压力，在所述坯体固化的过程中保持设定压力；对所述加热管（7）通电升温。

6.根据权利要求1所述的炭/炭复合材料空心板的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，所述炭化处理的温度为650-950℃，保温5~20h。

7.根据权利要求1所述的炭/炭复合材料空心板的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，所述高温处理的温度为1600-2200℃，保温5~20h。

8.根据权利要求1所述的炭/炭复合材料空心板的制备方法，其特征在于：步骤（6）中，所述化学气相沉积的温度为900-1600℃，碳源气体为天然气、丙烷和丙烯中的至少一种，载气为氮气，控制炉压为1~30kPa，所述化学气相沉积增密时间为20-120h。