一种单向高导热炭/炭复合材料的制备方法

摘要

一种单向高导热炭/炭复合材料的制备方法是将中间相沥青制得沥青分散液，沥青分散液均匀涂覆在定长中间相沥青基炭纤维炭纤维表面或将连续中间相沥青基炭纤维浸泡沥青分散液中之后自然晾干或烘干，制得炭/炭复合材料一维预制体；对一维预制体模压成型通过热模压成型和一次浸渍沥青致密化，继而再热压石墨化。本发明具有制备工艺简单、操作参数好控、重复性好、生产周期短、可做较大尺寸、适合规模生产的优点。

主权项

一种单向高导热炭/炭复合材料的制备方法,其特征在于包括如下步骤：（1）沥青分散液的制备将中间相沥青分散在含分散剂0.5－5wt%的水中，以800转－1500转/分的速度搅拌0.5－5h，制得均匀分散的沥青分散液，中间相沥青与水的质量比为1：5－15；（2）炭/炭预制体的制备中间相沥青基炭纤维增强体可为500－700mm的定长丝和连续炭纤维;用这两种形态纤维，预制体制备，具体如下：A：长度为500－700mm中间相沥青基炭纤维采用中间相沥青经过熔融纺丝、不熔化、高温热处理的工艺制得定长丝炭纤维，将长度为500－700mm中间相沥青基炭纤维平行排列，厚度0.1－0.5mm，将步骤（1）所制沥青分散液均匀涂覆在炭纤维表面，炭纤维与沥青的质量比为1：0.5－ 1.5范围内，自然晾干或在80－100℃下烘干后，制得炭/炭复合材料一维预制体；B：对于连续中间相沥青基炭纤维：将连续炭纤维浸入步骤（1）所制的沥青分散液中，3－5h充分浸泡后将纤维从分散体中取出，并排定向排列成一个预制体层，厚度为0.1－1mm，自然晾干或在80－100℃下烘干后，制得炭/炭复合材料一维预制体，连续炭纤维与沥青的质量比为1：0.5－1.5范围内；（3）炭/炭复合材料的模压成型将一维预制体按需要的尺寸裁剪成薄片，将多层薄片预制体叠层放入热模压装置中，升温、加压成型，压力范围为5－25MPa，终温为1000－1500℃，终温保持10－60min；（4）沥青浸渍致密化用软化点为80－110℃的中温沥青或230－260℃的中间相沥青作为浸渍剂沥青，对步骤（3）的制品进行致密化，工艺参数为：中温沥青的浸渍温度为200－ 240℃，浸渍压力1.5－3.0MPa，浸渍时间2－3小时；中间相沥青的浸渍温度为380－450℃，浸渍压力1.5－3.0MPa，浸渍时间2－3小时；（5）炭/炭复合材料的热压石墨化将步骤（4）所制复合材料装入热压石墨化装置，进行热压处理，热压升温过程中加压，压力范围为：5－50MPa，最高温度为：2600－3000℃，恒温恒压10－30min。