发明名称 自稠化碳发泡体制造之碳–碳复合物材料
摘要 一种以提供开孔性碳发泡体预成品,并由碳质材料稠化该预成品,所制得之碳-碳复合物材料。该开孔性碳发泡体预成品可在碳化作用前以氧安定化,且该发泡体预成品是由CVD,HIP,PIC,VPI,沥青与树脂喷注,或其并用方式稠化。该碳-碳复合物材料可经热处理,以提供热管理材料,构造物材料,或作为使用在煞车或离合器机转之磨擦材料。
申请公布号 TW464611 申请公布日期 2001.11.21
申请号 TW086119334 申请日期 1997.12.19
申请人 联合标志公司 发明人 奈尔默迪;查尔斯A.波克;詹姆斯F.彼夫德;法兰克迪龙;大维纳罗西门
分类号 B32B11/00;B32B27/00 主分类号 B32B11/00
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种制造碳-碳复合物材料之方法,其包括以下步 骤:自一中间相沥青提供一开孔性碳发泡体预成品 ,该发泡体预成品系可石墨化者,及以碳质材料稠 化该预成品,以提供该碳-碳复合物材料。2.根据申 请专利范围第1项之方法,其进一步包括在稠化作 用前使预成品碳化之步骤。3.根据申请专利范围 第2项之方法,其进一步包括在碳化作用前以氧气 使预成品安定化之步骤。4.一种根据申请专利范 围第3项之方法制得之碳-碳复合物材料,其包含一 由经稠化碳质材料所包围之蜂窝状、经石墨化撑 体结构,其中该稠化系藉由沥青与树脂射入方法之 一,或其任何并用方法所达成。5.根据申请专利范 围第1项之方法,其中稠化步骤包括化学蒸汽沉积, 液相稠化作用方法如热均衡压缩,如压饱和浸渗碳 化作用,真空压力渗透沥青与树脂射入方法之一, 或其任何并用方式。6.根据申请专利范围第1项之 方法,其中,于稠化前,该孔穴系具有小于500微米之 平均孔隙大小。7.根据申请专利范围第1项之方法, 其进一步包括增加该中间相沥青之温度,以影响气 体之溶解性,以及于该中间相沥青发泡前降低其温 度之步骤。8.一种根据申请专利范围第1项所制成 之碳-碳复合物材料。9.一种制造碳-碳复合物磨擦 材料之方法,其包括以下步骤:自一中间相沥青提 供一开孔性碳发泡体预成品,该发泡体预成品系可 石墨化者,及以碳质材料稠化该预成品,及以碳质 材料稠化该预成品,以提供该碳-碳复合物磨擦材 料之步骤。10.根据申请专利范围第9项之碳-碳复 合物磨擦材料,其中该磨擦材料系用于飞机煞车用 碳片中。11.一种使一碳质中间相沥青发泡,以提供 一具有小于500m平均孔隙大小的绸状发泡体之方 法,其包括以下步骤:使温度扬昇至高于该物质之 软化点10-50℃,随后增加压力到至少 3.4Mpa,使该温度及压力保持一段足以影响气体溶解 性之时间,然后在将该中间相沥青材料发泡前降低 温度,以及,释放压力,以使该沥青材料发泡体形成 一具有小于500m平均孔隙大小的绸状开孔性发泡 材料。12.根据申请专利范围第11项之方法,其进一 步包括在加压步骤之前或之后之一过程中,以氮涤 气之步骤。13.根据申请专利范围第11项之方法,其 进一步包括在加压步骤之前与之后以氮涤气之步 骤。14.根据申请专利范围第11项之方法,其进一步 包括保持该碳质开孔发泡体材料于温热状态,直到 该发泡体材料被碳化为止之步骤。15.一种使碳质 沥青材料安定化以供后续高温加热之方法,其包括 以下步骤:在含氧之气氛中,使压力上升至1-10MPa之 范围,及使温度上升至100-300℃范围,使至少压力与 温度两者之一于一段时间内保持恒定,然后降低压 力与温度。16.根据申请专利范围第15项之方法,其 中该压力与温度两者均在大约相似之时间内增加 、维持及降低。17.根据申请专利范围第15项之方 法,其中系将该沥青材料加热并保持于该温度范围 1小时,再经加压并保持于该压力范围1小时。18.根 据申请专利范围第15项之方法,其中该碳质沥青材 料包含一种在60-120℃温度范围内被保持温热之发 泡体材料。19.一种以氧安定化以碳质沥青为基底 的发泡体之方法,其包括以下步骤:将该发泡体置 于一封闭容器内,加热该发泡体到150-300℃范围内 之温度,周期性地自该封闭容器中抽出含氧气体, 再重新释放含氧气体进入封闭容器,以于该封闭容 器内保持有新加入之反应性含氧气体。20.一种以 氧气安定化以碳质沥青为基底的发泡体之方法,其 包括将该发泡体置于一封闭容器内,加热该发泡体 到150-300℃范围内之温度,于该封闭容器之一端释 放入一种含氧气体,同时自封闭容器之另一端移出 含氧气体,以横越发泡体建立压力差,并保持封闭 容器内含氧气体之新供应。图式简单说明: 第一图是一种固化沥青经热处理成部份中间性状 态后,磨光剖面的相片。 第二图为中间性晶体经一模具挤出时,其排列之示 意图; 第三图为中间性发泡体相片,显示出该发泡体材料 细纹或排列; 第四图为沥青基发泡体挤出系统的示意绘图; 第五图为发泡周期压力/温度示意图; 第六图为发泡的假想速度/温度关系示意图; 第七图为发泡体孔穴开放,经氧化作用所得重量差 之示意图; 第八图为沥青发泡体稳定化系统示意绘图; 第九图-第十二图为沥青发泡体稳定化时,压力与 温度周期示意图。 第十三图为沥青发泡体稳定化时,用于增进氧气流 的真空/压力室示意绘图; 第十四图为稳定化时,增加氧流所得压力,时间与 部份重量增加之图; 第十五图为以第十三图压力室设计与一空气循环 炉作用下,重量增加之示意图; 第十六图为沥青发泡体稳定化时,一种增进氧气流 的速续流动设计示意绘图; 第十七图为由第十六图设计增加氧气流所得重量 增加示意图; 第十八图为依照本发明制造沥青发泡体预成品的 压力/温度周期示意图; 第十九图为本发明材料稠化后密度增加图; 第二十图为本发明磨擦材料磨擦系数的煞车有效 性示意图;及 第二十一图为依据本发明制造所得磨擦材料之煞 车转矩曲线示意图。
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