一种C/C复合材料导电螺纹杆的制备方法

摘要

本发明公开了一种C/C复合材料导电螺纹杆的制备方法，采用“轴向碳纤维棒+碳纤维缠绕环向螺纹”预制体，首先进行快速化学气相沉积工艺致密，短时间内制备出中密度C/C复合材料毛坯；沿缠绕方向加工螺纹杆，然后以沥青为浸渍剂，对多孔中密度C/C复合材料毛坯进行反复“真空浸渍－加压裂解”，最终得到高密度C/C复合材料导电螺纹杆。本发明制备的C/C复合材料导电螺纹杆，解决了目前常用的紫铜电极杆与无定形碳电极板热物理性能不匹配，导致无定形碳电极板胀裂、使用寿命缩短的技术问题；同时克服了三维编织增强C/C导电螺纹杆“周期长、成本高”的缺点，具有轴向强度高、螺纹连续性好的特点，可替代进口三维编织C/C复合材料导电螺纹杆。

主权项

1、一种C/C复合材料导电螺纹杆的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)采用6K聚丙烯腈碳纤维和环氧树脂，拉拔碳纤维棒；(2)用缠绕机在轴向碳纤维棒上环向缠绕碳纤维/糠酮树脂复合材料层，制得预成型体，缠绕机轴向步进量等于螺纹间距；(3)将预成型体在烘箱中固化4～6小时，固化温度为200℃；(4)将步骤(3)中固化后的预成型体装入碳化炉，通入保护气体N2，在碳化温度为750℃～1100℃条件下碳化，制得导电杆毛坯；(5)将碳化的导电杆毛坯装入化学气相沉积炉，通入C3H6-N2反应气，定向流经导电杆毛坯，沉积碳基体150～250小时，此时导电杆毛坯密度为1.35g/cm3～1.50g/cm3；(6)采用高残碳沥青作为浸渍剂，对导电杆毛坯浸渍-碳化致密4～6次，直到导电杆毛坯的密度达到1.55g/cm3～1.75g/cm3；(7)将浸渍-碳化致密后的导电杆毛坯按步骤(2)中的环向缠绕方向机加螺纹，最终得到导电螺纹杆产品。