[发明专利]基于碳纤维的复合连续纤维及其制备方法与应用

说明书

一种基于碳纤维的复合连续纤维及其制备方法与应用，属于复合材料技术领域。该基于碳纤维的复合连续纤维制备方法，包括以下步骤：S1，将经过表面防水处理的陶瓷基体粉体加入铝溶胶中，充分搅拌均匀得到浆料；将得到的浆料导入第一上浆机中，用于循环上浆；S2，对碳纤维高温脱浆，脱浆后碳纤维经过牵伸机牵伸至第一上浆机，进行一次上浆；S3，一次上浆后的碳纤维经牵伸机牵伸至高温炉内，在惰性气体气氛中连续烧结，得到复合纤维；S4，复合纤维经过牵伸机牵伸至第二上浆机进行二次上浆，之后烘干、收丝，得到基于碳纤维的复合连续纤维。本发明采用铝溶胶作为陶瓷基体粉体之间以及粉体与碳纤维之间的粘合剂，有效降低陶瓷基体粉体的烧结温度。

技术领域

本发明涉及的是一种复合材料领域的技术，具体是一种基于碳纤维的复合连续纤维及其制备方法与应用。

背景技术

碳纤维是一种良导电体，具备高强度高模量的优点。沥青基碳纤维同时还是一种良导热体。但在一些领域，需要高导热不导电纤维，此时碳纤维无法使用。

如中国专利申请CN201610848803.1中提到的氮化硅连续纤维，采用PCS纤维为原料，经过电子束辐照、氨气气氛氮化脱碳，再进行高温烧结制备得到。其具备良好的导热性，且不导电，但其强度不足1.5GPa，另外原料价格、制备工艺成本非常昂贵。

又如中国专利申请CN201410410015.5中提到的氮化铝纤维，采用碳纤维为模板，浸渍铝溶胶，于氮气气氛中进行还原反应，再去除碳纤维制备得到。然而该申请中采用的碳纤维非连续纤维，以此为模板得到的氮化铝纤维亦非连续纤维，且制备得到的氮化铝纤维力学性能较差，无法满足连续纤维的使用要求。

另有连续氧化铝纤维，是一种不导电陶瓷纤维，但其导热性较差。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明由此而来。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种基于碳纤维的复合连续纤维及其制备方法与应用，采用铝溶胶作为陶瓷基体粉体之间以及粉体与碳纤维之间的粘合剂，有效降低陶瓷基体粉体的烧结温度。

本发明涉及一种基于碳纤维的复合连续纤维制备方法，包括以下步骤：

S1，将经过表面防水处理的陶瓷基体粉体按一定比例加入铝溶胶中，充分搅拌均匀得到浆料；将得到的浆料导入第一上浆机中，用于循环上浆；

S2，对碳纤维高温脱浆，脱浆后碳纤维经过牵伸机牵伸至第一上浆机，进行一次上浆；

S3，一次上浆后的碳纤维经牵伸机牵伸至高温炉内，在惰性气体气氛中连续烧结，得到复合纤维；

S4，复合纤维经过牵伸机牵伸至第二上浆机进行二次上浆，之后烘干、收丝，得到基于碳纤维的复合连续纤维。

优选地，所述陶瓷基体粉体选自氮化铝粉体、氮化硅粉体、碳化硅粉体、氧化锆粉体中的一种。

本发明涉及一种基于碳纤维的复合连续纤维，采用上述方法制备得到。

技术效果

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

1)复合连续纤维以碳纤维为内芯、以烧结得到的陶瓷基体作为外层，具有高导热不导电的优点，可用于耐高温导热绝缘部件或透波材料的制备；解决了复合连续纤维导热与不导电性能无法兼顾、力学性能较差、绝缘性能较差、成本较高等问题；

2)采用铝溶胶作为陶瓷基体粉体之间以及粉体与碳纤维之间的粘合剂，有效降低陶瓷基体粉体的烧结温度；

3)复合连续纤维基于现有设备制造，有效控制了成本。

附图说明

图1为本发明实施例工艺流程图。