[发明专利]一种碳/碳复合材料薄壁圆筒的制备方法

权利要求书

1.一种碳/碳复合材料薄壁圆筒的制备方法，其特征在于，所述方法包括：在真空沉积室中通电加热碳纤维圆筒预制体，使圆筒预制体在径向圆筒壁上具有温度梯度；在真空沉积室内引入沉积碳源混合气体，在圆筒壁的碳纤维内基于温度梯度进行均匀渗碳，得到密度为1.5～1.8g/cm³的碳/碳复合材料薄壁圆筒。

2.根据权利要求1所述薄壁圆筒的制备方法，其特征在于，所述通电加热碳纤维圆筒预制体，进一步包括：

首先制备碳纤维圆筒预制体，同时制备与碳纤维预制体的两个端部配合的石墨电极接头，再将石墨电极接头连接在所述预制体的两个端部，对石墨电极接头通电后，开始对圆筒预制体加热。

3.根据权利要求2所述薄壁圆筒的制备方法，其特征在于，所述石墨电极接头至少包括第一石墨电极接头和第二石墨电极接头；其中，第一石墨电极接头的筒体安装端与碳纤维预制体的一端连接，第一石墨电极接头的电源端与电源正极螺接；第二石墨电极接头的筒体安装端与碳纤维预制体的另一端连接，第二石墨电极接头的电源端与电源负极螺接。

4.根据权利要求3所述薄壁圆筒的制备方法，其特征在于，当制备N且N≥2个薄壁圆筒时，所述石墨电极接头还包括N-1个第三石墨电极接头，所述第三石墨电极接头的一端与碳纤维圆筒预制体的顶端相连接，另一端与另一个碳纤维圆筒预制体的底端相连接；N个圆筒预制体通过N-1个第三石墨电极接头形成串联电路，通过串联电路对所述碳纤维圆筒预制体进行加热。

5.根据权利要求3所述薄壁圆筒的制备方法，其特征在于，当制备N且N≥2个薄壁圆筒时，所述石墨电极接头包括N个第一石墨电极接头和N个第二石墨电极接头，N个圆筒预制体通过N个第一石墨电极接头和N个第二石墨电极接头形成并联电路，通过并联电路对所述碳纤维圆筒预制体进行加热。

6.根据权利要求2至5任一项所述薄壁圆筒的制备方法，其特征在于，所述石墨电极接头的材质为电阻率为8～15μΩ·m的电极石墨。

7.根据权利要求1至5任一项所述薄壁圆筒的制备方法，其特征在于，所述碳纤维包括沥青基碳纤维、聚丙烯晴基碳纤维；所述碳纤维圆筒预制体的体积密度为0.20～0.60g/cm³，壁厚为2～10mm。

8.根据权利要求7所述薄壁圆筒的制备方法，其特征在于，所述沉积碳源混合气体为碳氢气体与惰性气体的混合气体；其中，碳氢气体为所述碳沉积提供碳源；所述惰性气体通过在混合气体中的占比，调节温度梯度，从而调节碳沉积的温度。

9.根据权利要求8所述薄壁圆筒的制备方法，其特征在于，所述温度梯度范围为800～1200℃，沉积时间为20～120h。

10.根据权利要求1所述薄壁圆筒的制备方法，其特征在于，所述碳/碳复合材料薄壁圆筒的制备方法，还包括：渗碳完成后，对碳/碳复合材料薄壁圆筒毛坯进行高温处理和机械加工，获得薄壁圆筒成品。