[发明专利]快速制备高性能碳陶复合材料的等离子沉积方法及设备

权利要求书

1.快速制备高性能碳陶复合材料的等离子沉积方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）制备碳陶纤维预制体；

（2）化学气相沉积：将步骤（1）碳陶纤维预制体放入真空室中，碳陶纤维预制体与高压电源连接，碳陶纤维预制体外设感应线圈，通入真空室中的气体介质在真空高压下形成高温等离子体，其中带负电的分子基团在电场力作用下高速撞击碳陶纤维预制体进行沉积。

2.根据权利要求1所述的快速制备高性能碳陶复合材料的等离子沉积方法，其特征在于：所述步骤（2）中气体介质包括甲烷CH₄、乙炔C₂H₂、丙酮C₃H₆O、四氯硅烷SiCl₄、氮气N₂中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的快速制备高性能碳陶复合材料的等离子沉积方法，其特征在于：所述步骤（2）沉积时间5-20 h；高压电极对电压：1-30 kV，感应线圈频率：400Hz~120KHz,功率：10-30 kW。

4.根据权利要求1所述的快速制备高性能碳陶复合材料的等离子沉积方法，其特征在于：所述步骤（2）中真空室真空度：6×10^-2-8×10^-3Pa。

5.根据权利要求1所述的快速制备高性能碳陶复合材料的等离子沉积方法，其特征在于：所述步骤（2）中等离子体温度：80-500 ℃，碳陶纤维预制体加热温度：1000-2200℃。

6.一种快速制备高性能碳陶复合材料的等离子沉积设备，其特征在于：所述设备包括真空室，真空室通过真空管路与抽真空装置连接，真空室内设高压电极对、感应线圈及与高压电源连接的电极板，碳陶纤维预制体与电极板连接，碳陶纤维预制体位于感应线圈内，气体介质通过导气管导入高压电极对之间。

7.根据权利要求6所述的一种快速制备高性能碳陶复合材料的等离子沉积设备，其特征在于：所述抽真空装置包括机械泵、罗茨泵和分子泵，真空室的真空管路与机械泵进气口连接，罗茨泵的进气口与机械泵的出气口连接，罗茨泵的出气口与分子泵的进气口连接。

8.根据权利要求6所述的一种快速制备高性能碳陶复合材料的等离子沉积设备，其特征在于：所述真空室中设有行星式公/自转装置，行星式公/自转装置包括固定齿圈、太阳轮和行星轮，行星轮由行星架支撑，行星轮分别与太阳轮和固定齿圈啮合，太阳轮由电机驱动转动，电极板设置在行星轮上。

9.根据权利要求6所述的一种快速制备高性能碳陶复合材料的等离子沉积设备，其特征在于：高压电极对的数量6-8对。

10.根据权利要求6所述的一种快速制备高性能碳陶复合材料的等离子沉积设备，其特征在于：高压电极对中与电源负极连接的电极上设有小孔，小孔孔径6-15mm。