[发明专利]一种碳陶刹车构件及其制备方法

权利要求书

1.一种碳陶刹车构件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将有机前驱体与二甲苯在惰性气氛条件下进行混合，得有机前驱体溶液；其中，所述有机前驱体与二甲苯的重量比为3～7:7～3；所述有机前驱体为聚甲基硅烷、聚碳硅烷或聚氮硅烷中的一种；所述惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛；所述混合时间为10～30min；

(2)依次将“0°无纬布”、“胎网”、“90°无纬布”、“胎网”循环层叠并通过针刺技术缝合，得三维针刺碳纤维预制体；其中，所述胎网与无纬布的总层数的体积比为1:1～4；所述针刺的密度为25～30针/cm²；所述三维针刺碳纤维预制体的密度为0.35～0.6g/cm³；

(3)将步骤(2)所得三维针刺碳纤维预制体进行热处理，完成后完全浸渍于步骤(1)所得的有机前驱体溶液中，取出得三维针刺碳纤维浸渍体；其中，所述热处理的温度为1200～2200℃，所述热处理的时间为1～5h，所述热处理在真空条件或氩气气氛中进行；所述浸渍的时间为10～30min，浸渍所处的环境压强低于1000Pa；

(4)将步骤(3)所得三维针刺碳纤维浸渍体梯度升温至900～1000℃进行裂解，完成后得含有裂解SiC陶瓷的三维碳针刺纤维预制体；其中，所述梯度升温的方式为：从室温以5℃/min的速率加热至300～320℃，并保温2～5h；然后继续以5℃/min的速率加热至900～1000℃，保温2～5h；所述含有裂解SiC陶瓷的三维碳针刺纤维预制体的密度为0.7～0.9g/cm³；

(5)将步骤(4)所得含有裂解SiC陶瓷的三维碳针刺纤维预制体通过CVI沉积热解碳得到碳/碳复合材料，再进行真空高温热处理，即得低密度碳/碳复合材料；其中，所述CVI沉积热解碳的工艺参数为：天然气作为先驱体，沉积温度为990～1020℃，沉积时间为200～400h；所述高温热处理的温度为1500～1800℃，处理时间为2～5h；所述低密度碳/碳复合材料的密度为1.25～1.65g/cm³；

(6)将步骤(5)所得低密度碳/碳复合材料在高温高真空条件下进行反应熔体浸渗处理，完成后冷却至室温，即得碳陶刹车构件；其中，所述反应熔体为硅、铁-硅合金或铝-硅合金中的一种；所述高温为1300～1900℃，维持高温时间为0.5～4h；所述高真空的压强为30～50Pa。

2.权利要求1所述的制备方法制备得到的碳陶刹车构件。