制造碳–碳化矽复合材料物件之方法及碳–碳化矽复合材料

摘要

本发明系关于构造物质的应用领域；它可操作于有氧化媒质存在下，高热负荷下，并且可应用于操作单元及石油、化学、般空和冶金工业。本发明可获得增加强度性质之物质，它可在1100℃以上，有氧化剂存在时有抗热能力，而且在这种状况下并不需要另外添加保护涂布即可确保零件的可行性。这是因为生产一种两个骨架互相穿透之物质：碳纤维和碳化矽配置穿越整个物质构造；碳化矽骨架因基质碳和由外部自发成长之矽相互作用而得的结果。本方法的特征是相当短且与单一执行操作连接的生产循环，以制作碳-碳化矽复合材料物质之物件，其包含从碳纤维及一种热固性黏着剂制备一种碳-塑胶预成物，经加热预处理该预成物直到获得被碳纤维补强之焦炭基质为止，接着紧密化该焦炭基质并予以矽化，特征在于该碳纤维补强之焦炭基质之紧密化系藉由热裂解碳之渗透而达成，由沈积的热裂解碳之结晶化及由热处理而形成细孔道，该紧密化的预成物于1900～2000℃下于该矽化之前先形成，并且于矽化状况下，由于矽与碳之间互相作用的结果而形成一种碳化矽骨架。

主权项

1.一种制作碳-碳化矽复合材料物质之物件的方法,其包含从碳纤维及一种热固性黏着剂制备一种碳-塑胶预成物,经加热预处理该预成物直到获得被碳纤维补强之焦炭基质为止,接着紧密化该焦炭基质并予以矽化,特征在于该碳纤维补强之焦炭基质之紧密化系藉由热裂解碳之渗透而达成,由沈积的热裂解碳之结晶化及由热处理而形成细孔道,该紧密化的预成物1900-2000℃下于该矽化之前先形成,并且于矽化状况下,由于矽与碳之间互相作用的结果而形成一种碳化矽骨架。2.如申请专利范围第1项的方法,其中该矽化物系由硼与矽之粉末以下列之重量百分比之混合物制备而得:矽.....85到95wt%硼.....5到15wt3.如申请专利范围第2项的方法,其中该混合物的粉末为用有机黏着剂予以制备,在矽化之前,将它均一地直接喷洒在物件表面上,并且该矽化系在温度从1800℃到2000℃下进行。4.一种碳-碳化矽复合材料物质,其包含配置在具有碳化矽之碳基质里之碳纤维骨架形式的基系,其特征在于该碳化矽系以穿透该碳骨架之第二骨架形式所构成。5.如申请专利范围第4项的碳-碳化矽复合材料物质,其中该组成成份系包含下列重量百分比:碳纤维........30到72wt%基质碳........0.5到5wt%碳化矽........25到65wt%硼化物........0到2.5wt6.如申请专利范围第5项的碳-碳化矽复合材料物质,其中该碳-碳化矽复合材料物质包含当作编织物或编织基质之碳纤维。