[发明专利]一种高纯炭基复合材料

权利要求书

1.一种高纯炭基复合材料，其特征在于，所述高纯炭基复合材料的骨架为网胎-碳纤维布-缠绕-叠层径向针刺的碳纤维预制体，通过快速气相沉积后经高温纯化处理，最后在表面沉积一层致密的热解炭涂层制备而成。

2.根据权利要求1所述高纯炭基复合材料，其特征在于，所述高纯炭基复合材料包括高致密碳涂层、短纤维网胎、碳纤维和碳纤维布。

3.根据权利要求2所述高纯炭基复合材料，其特征在于，所述短纤维网胎为短炭纤维网胎，是将炭纤维切成短炭纤维，再将短炭纤维梳理而成。

4.根据权利要求2所述高纯炭基复合材料，其特征在于，所述碳纤维包括轴向纤维缠绕和环向纤维缠绕。

5.根据权利要求2所述高纯炭基复合材料，其特征在于，所述短纤维网胎、碳纤维的质量比为(5-20):(40-60)；所述短纤维网胎单层厚度为0.05～0.5mm；所述碳纤维为沥青基炭纤维、聚丙烯腈炭纤维中的任意一种。

6.根据权利要求1所述高纯炭基复合材料，其特征在于，所述网胎-碳纤维布-缠绕-叠层径向针刺预制体的成型工艺，依次包括碳纤维短切、改性、机械松散、成网烘干、编织、铺层堆叠、纤维立体缠绕、针刺、裁切、测试和包装步骤。

7.根据权利要求6所述高纯炭基复合材料，其特征在于，所述改性，是将碳纤维、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、溶剂混合均匀后获得浆料，再将浆料进行微波干燥，获得改性后的碳纤维。

8.根据权利要求7所述高纯炭基复合材料，其特征在于，所述碳纤维、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、溶剂的质量比为(3-5):(0.1-0.3):(4-6)；所述溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮中的任意一种；所述微波干燥温度为130-310℃，干燥时间为0.5～2h。

9.根据权利要求1所述高纯炭基复合材料，其特征在于，所述快速气相沉积是在CVI炉内进行的，碳源为天然气、丙烷按质量比1:(2-3)混合形成的混合气体；所述快速气相沉积过程中通入氢气作为载气，以控制沉积速度；沉积温度为900～1200℃，系统压强为8～12KPa，沉积速率为0.5～2.2μm/h。

10.根据权利要求1所述高纯炭基复合材料，其特征在于，所述高温纯化处理具体为在650-900℃惰性气体氛围下进行高温处理2-4小时；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。