專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種制造碳纖維預(yù)制坯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及碳纖維預(yù)制坯的制造方法，該碳纖維預(yù)制坯用于制造由復(fù)合材料制成的部件，該復(fù)合材料含有被基質(zhì)致密化的纖維狀預(yù)制坯。本發(fā)明應(yīng)用的具體領(lǐng)域是制造由碳/碳(C/C)復(fù)合材料制成的部件的預(yù)制坯，即含有被碳基質(zhì)致密化的碳纖維制成的預(yù)制坯或加強(qiáng)物。由C/C復(fù)合材料制成的部件可用于各種領(lǐng)域，特別是以制動(dòng)器或離合器盤(pán)的形式用于摩擦領(lǐng)域。目前用于獲得碳纖維預(yù)制坯的技術(shù)是用碳前體纖維制造預(yù)制坯，然后進(jìn)行至少一步碳化作用，以便將前體轉(zhuǎn)化成碳?？墒褂酶鞣N前體，如基于瀝青、苯酚、纖維素或甚至是預(yù)氧化的聚丙烯腈(PAN)的前體。使用前體纖維的預(yù)期優(yōu)勢(shì)在于其有可能進(jìn)行紡織操作，特別是針刺，來(lái)制造具有預(yù)期特征的預(yù)制坯，但如果直接在市場(chǎng)上可得到的碳紗線上進(jìn)行，針刺法會(huì)產(chǎn)生破壞性作用。然而，該技術(shù)有一些缺點(diǎn)。當(dāng)在制備好預(yù)制坯后將纖維碳化，這樣是未置于張力下，即在靜態(tài)下進(jìn)行碳化，與從同樣前體獲得但在張力下碳化的碳纖維相比，前者碳纖維的力學(xué)特性顯著降低并顯示出更廣泛的分散作用。作為指標(biāo)，得自預(yù)氧化PAN的碳纖維當(dāng)在靜態(tài)下碳化時(shí)其抗拉斷裂強(qiáng)力在大約1600Mpa至2400Mpa的范圍內(nèi)，然而當(dāng)在張力下進(jìn)行碳化作用，抗拉斷裂強(qiáng)度大約在3000Mpa至4000Mpa范圍內(nèi)。模量的值從約在200Gpa至210Gpa范圍內(nèi)升至約在220Gpa至240Gpa范圍內(nèi)。另一缺點(diǎn)是碳化作用引起收縮。因此當(dāng)對(duì)前體纖維制成的預(yù)制坯上漿時(shí)必須考慮到這點(diǎn)。因此最好是用碳纖維制造預(yù)制坯，同時(shí)還要提供進(jìn)行紡織操作特別是針刺的可能性。在US-A-5228175中提出的解決方法是對(duì)由連續(xù)碳長(zhǎng)絲形成的紗線進(jìn)行拉伸/裂化操作，將其轉(zhuǎn)化成基本上為相互平行的不連續(xù)碳纖維的紗線，并給未加捻紗線至少暫時(shí)的內(nèi)聚力，這樣就可以處理紗線并對(duì)其進(jìn)行紡織操作如機(jī)織，并且由于不會(huì)因?yàn)槌ソ饽淼牟贿B續(xù)碳纖維而損傷紗線，針刺也是可能的?？梢允褂枚唐诖嬖诘牟牧现瞥傻募喚€，例如制備預(yù)制胚后能去除的可溶性紗線把這些紗線包起來(lái)，使其具有內(nèi)聚力。該解決方法是令人滿意的，但仍然是相對(duì)地成本較高，這不僅是因?yàn)閷?duì)碳紗線的特殊處理，而且并尤其是由于市場(chǎng)上可得到的碳紗線的價(jià)格和其重量較小。而且，盡管如此仍必須，至少對(duì)某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)，在比在其制造過(guò)程中產(chǎn)生碳紗線更高的溫度下進(jìn)行熱處理。例如這可應(yīng)用于碳紗線含有不想要可經(jīng)加熱除去的殘留雜質(zhì)的情況下。雜質(zhì)的一個(gè)實(shí)例是鈉，可能存在于得自PAN前體的碳紗線中，起到氧化碳的催化劑的作用，并因此降低了最終制造的復(fù)合材料的抗氧化性。還可注意到該處理碳紗線會(huì)通過(guò)對(duì)人和機(jī)器都有害的纖維引起污染。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種制造碳纖維預(yù)制坯的方法，該方法能結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)而排除其主要的缺點(diǎn)。這一目的是通過(guò)如下方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的至少使用一種由來(lái)源于碳前體纖維的連續(xù)纖維形成的紗線或絲束，碳前體纖維已進(jìn)行了中間碳化，這樣該纖維的碳含量在70-90％范圍內(nèi)并且在碳化完成后顯示出不低于3000Mpa的抗拉斷裂強(qiáng)度，該碳化作用并非必須在張力下進(jìn)行；使用紗線或絲束制造預(yù)制坯；并對(duì)預(yù)制坯進(jìn)行熱處理，這至少是為了完成不連續(xù)纖維向碳纖維的轉(zhuǎn)化。該方法的一個(gè)特征在于使用碳化碳前體纖維獲得的連續(xù)纖維形成的紗線或絲束，所述碳化作用是不完全的，但盡管如此已足夠使纖維具有與得自同樣前體但在張力下完全碳化的碳纖維相似的最終力學(xué)性能。由于中間碳化是在制備預(yù)制坯前進(jìn)行的，因此可以在張力下方便地進(jìn)行，以便獲得最佳最終力學(xué)性能，這樣在制備好預(yù)制坯后碳化作用可以靜態(tài)地完成。此外，通過(guò)使用具有中間碳化階段的紗線或絲束，可以避免上述與使用碳紗線相關(guān)的一些缺點(diǎn)。特別是可以使用目前出售的紗線或絲束，它們比碳纖維的重量大且使用起來(lái)更便宜。優(yōu)選使用不低于50K的紗線或絲束，即由不少于50000長(zhǎng)絲形成的紗線或絲束。對(duì)預(yù)制坯進(jìn)行的熱處理不僅通過(guò)升高其溫度到至少約1200℃而起到完成前體轉(zhuǎn)化的作用，還通過(guò)延長(zhǎng)在不低于1600℃的更高溫度下的熱處理而起到除去雜質(zhì)的作用。對(duì)于使用碳纖維紗線且必須進(jìn)行高溫?zé)崽幚硪猿ルs質(zhì)的現(xiàn)有技術(shù)，該方法沒(méi)有引入附加步驟。對(duì)于使用由碳纖維前體制成的紗線或絲束的現(xiàn)有技術(shù)，該方法不僅能得到力學(xué)性能顯著提高的纖維的預(yù)制坯，而且避免任何允許預(yù)制胚隨后收縮的必要。因此制備出的預(yù)制坯更接近其最終尺寸，由此優(yōu)化了達(dá)到這一目的所需的紡織操作時(shí)間。在本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)連續(xù)纖維形成的紗線或絲束進(jìn)行拉伸/裂化操作，以便得到不連續(xù)纖維形成的紗線或絲束，并給予不連續(xù)纖維形成的紗線或絲束足夠的內(nèi)聚力，使其適合用于制造預(yù)制坯。通過(guò)對(duì)不連續(xù)纖維形成的紗線或絲束施加少量捻轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)內(nèi)聚?！皩?duì)不連續(xù)纖維形成的紗線或絲束施加的少量捻轉(zhuǎn)”指的是足夠給予紗線或絲束充分強(qiáng)度的捻轉(zhuǎn)，使其能經(jīng)受紡織操作，特別是機(jī)織，更特別是高速機(jī)織，同時(shí)在至少一種情況下仍保留隨后針刺的可能性，在這期間不連續(xù)的纖維可以被針刺而不會(huì)顯著破壞紗線和絲束。捻轉(zhuǎn)量可隨紗線或絲束的重量功能而變。捻轉(zhuǎn)量?jī)?yōu)選在約每米20捻(tr/m)至120tr/m范圍內(nèi)。在一個(gè)變化方案中，不連續(xù)纖維形成的紗線或絲束的內(nèi)聚作用可通過(guò)外包或旋覆一層如合成或非合成長(zhǎng)絲來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明方法的另一實(shí)施方案中，直接在未處理狀態(tài)下使用連續(xù)纖維形成的紗線或絲束制造預(yù)制坯。在這兩種情況中，方便地制造預(yù)制坯包括至少一步針刺步驟。附圖簡(jiǎn)述在附圖中圖1表示本發(fā)明方法的一種實(shí)施方案的連續(xù)步驟；圖2和圖3表示的是高度概括的拉伸/裂化裝置；和圖4和圖5表示本發(fā)明方法的其他實(shí)施方案的連續(xù)步驟。本發(fā)明實(shí)施方案的詳述在圖1的實(shí)施方案中，方法的第一步(10)在于提供由得自碳前體的纖維制成的紗線或絲束，其中的碳前體已進(jìn)行了中間碳化?！爸虚g碳化”指的是在前體狀態(tài)和碳狀態(tài)之間碳化中間體。中間碳化是在張力下進(jìn)行的，以便獲得具有最佳力學(xué)特性的纖維。碳化程度優(yōu)選能達(dá)到力學(xué)特性的水平接近或基本等于經(jīng)過(guò)在張力下前體的完全轉(zhuǎn)化后獲得的力學(xué)特性的水平。當(dāng)碳含量在70-90％范圍內(nèi)時(shí)可達(dá)到這樣的碳化水平，碳含量的水平根據(jù)所用的碳前體而改變。通過(guò)在比實(shí)現(xiàn)完全碳化所需的更低的溫度下和/或更短的時(shí)間內(nèi)加熱處理可達(dá)到中間碳化。例如，在預(yù)氧化PAN前體的情況下，在其制備過(guò)程中該前體已升至最高溫度約250，通過(guò)在張力下約900℃條件下的熱處理可進(jìn)行令人滿意的中間碳化，而預(yù)氧化PAN轉(zhuǎn)化成碳通常在約1400℃下進(jìn)行。優(yōu)選使用相對(duì)較重的紗線或絲束，優(yōu)選不低于50K的紗線或絲束，即不少于50000長(zhǎng)絲的紗線或絲束。通常市場(chǎng)上可得到的紗線或絲束當(dāng)其重量增加，單位質(zhì)量的價(jià)格就降低。BritishcompanySGLTechnicsLtd生產(chǎn)的商標(biāo)為“Pyon”的紗線或絲束可以方便地使用，320K-480K的絲束是市場(chǎng)上可買(mǎi)到的。該紗線或絲束是由PAN前體制成的長(zhǎng)絲形成的，該P(yáng)AN前體長(zhǎng)絲得自BritishcompanyCourtaulds，經(jīng)過(guò)在張力下中間碳化直至得到的碳含量在70-80％范圍內(nèi)。在第二步(20)中，對(duì)紗線或絲束11進(jìn)行拉伸/裂化操作，以便將其轉(zhuǎn)化成由不連續(xù)長(zhǎng)絲形成的紗線或絲束12，不連續(xù)長(zhǎng)絲基本上是與紗線或絲束的縱向平行的。拉伸/裂化操作是眾所周知的并且通常是通過(guò)拉伸紗線或絲束11和通過(guò)引起其在拉伸系統(tǒng)21(圖2)的兩對(duì)輥22和23之間斷裂來(lái)進(jìn)行的。FR-A-2608641和US-A-4759985描述了碳纖維的拉伸/裂化。然而應(yīng)觀察到在本發(fā)明的方法中，拉伸/裂化是在紗線或絲束未經(jīng)特別涂覆下進(jìn)行的。此外，進(jìn)行拉伸/裂化以便得到由長(zhǎng)的不連續(xù)纖維形成的紗線或絲束12?！伴L(zhǎng)纖維”指平均長(zhǎng)度不小于60mm的纖維。圖3表示拉伸/裂化裝置，其中提供了多個(gè)包括輥21a至21p的拉伸系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)數(shù)量的紗線或絲束11a至11p的拉伸/裂化。然后通過(guò)有針板的拉伸裝置25將由不連續(xù)纖維形成的紗線或絲束12a至12p混合到一起。該裝置包括以無(wú)限循環(huán)方式安裝的梳，能使各種紗線或絲束的不連續(xù)纖維混合到一起，同時(shí)被拉伸，這樣當(dāng)裝置25收到每種紗線或絲束時(shí)得到的紗線或絲束13具有同樣的重量。因而例如當(dāng)紗線或絲束12a至12p的數(shù)目等于16時(shí)(紗線具有同樣的重量)，調(diào)節(jié)裝置25對(duì)長(zhǎng)度進(jìn)行16倍拉伸。在圖3中所示的裝置尤其適合于制備復(fù)合紗，即各種不連續(xù)纖維形成的紗線。在本發(fā)明的范圍，紗線11a到11p可以包括一種或多種得自碳前體纖維的連續(xù)纖維形成的紗線或絲束，該碳前體纖維已經(jīng)中間碳化，以便使該纖維的碳含量在70％到90％并且在碳化完成后表現(xiàn)出不少于3000Mpa的抗拉斷裂強(qiáng)度，該碳化作用并非必須在張力下進(jìn)行；一種或多種低斷裂強(qiáng)度的得自碳前體纖維的連續(xù)纖維，例如得自基于苯酚、纖維素或各向同性瀝青的連續(xù)纖維形成的紗線或絲束；一種或多種得自陶瓷前體例如，硅、氧化鋁、二氧化硅…、碳化物形成的紗線或絲束；或一種或多種完全或幾乎完全由碳制造的連續(xù)纖維形成的紗線或絲束，例如的得自各向同性瀝青前體固有抗斷裂強(qiáng)度高的連續(xù)纖維制造的紗線或絲束。帶有針板的拉伸設(shè)備25能使得來(lái)自各種紗線的不連續(xù)纖維在拉伸/裂化后很好地混合。在拉伸/裂化后獲得的紗線或絲束經(jīng)少量加捻(步驟30)以給予足夠的強(qiáng)度或內(nèi)聚力，使它們經(jīng)得住隨后的紡織操作。從紗線或絲束制得的各種預(yù)制胚需要各種操作例如機(jī)織、在單向薄片上排列，纏繞，和針刺。某些操作，尤其是機(jī)織，需要不連續(xù)纖維形成的紗線和絲束有最小量的內(nèi)聚力，尤其是當(dāng)它們以高速運(yùn)行即對(duì)于機(jī)織其速度不低于400沖程/分鐘。與此相反，為了能在進(jìn)行針刺時(shí)不嚴(yán)重?fù)p傷紗線或絲束，有必要采用易處理的不連續(xù)長(zhǎng)絲。加捻量也必須足夠給予紗線或絲束最小內(nèi)聚力，同時(shí)必須被充分地限制而使隨后的針刺能夠進(jìn)行。這就是為什么加捻度優(yōu)選在20tr/m-120tr/m范圍內(nèi)。較輕的紗線(用特克斯表示)所選的值比較重的紗線要高。這樣用系數(shù)α表示的加捻量(單位tr/m)和其重量的平方根(單位公制支數(shù)Nm)的比值優(yōu)選在30-60范圍內(nèi)。加捻可用粗紗機(jī)、或連續(xù)精紡機(jī)、或甚至是搓條并條機(jī)(rubbingdrawer)按照眾所周知的方法進(jìn)行，例如所述并條機(jī)會(huì)產(chǎn)生許多纖維“混雜堆”而不是真正的捻線。這樣可使用有少量加捻的紗線或絲束來(lái)制備所需預(yù)制坯(步驟40)。為此目的可進(jìn)行如上所述的操作如機(jī)織、制紗線被單、絡(luò)紗和針刺。舉例來(lái)說(shuō)，制造預(yù)制坯可將二維層、平面層、或懸垂層堆積到成形梳毛機(jī)上，并通過(guò)針刺將這些層連接到一起。二維層可以是織物層或由相互平行并沿各方向重合的紗線或絲束形成的單向薄片層。由于紗線或絲束的少量捻轉(zhuǎn)，進(jìn)行針刺時(shí)優(yōu)選使用極細(xì)的針?！皹O細(xì)的針”是指例如其有效部分有一個(gè)三角形部分的針，該三角形部分高度較小，即小于0.5mm。制備好預(yù)制坯后，對(duì)其進(jìn)行熱處理(步驟50)以便完成纖維前體的轉(zhuǎn)化。進(jìn)行處理的溫度優(yōu)選不低于1200℃，例如約1400℃。在該溫度經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，升高溫度繼續(xù)進(jìn)行更高水平的熱處理，例如在約1600℃，以便除去碳纖維中存在的不合需要的雜質(zhì)，例如鈉。最終得到的希望的碳纖維預(yù)制坯中的纖維力學(xué)性能改進(jìn)了，并在熱處理過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)重的收縮。圖4表示本發(fā)明方法的另一裝置，其與圖1所示的不同之處在于經(jīng)拉伸/裂化(步驟20)后得到的紗線或絲束是通過(guò)外包層(步驟30’)，而不是少量的加捻而得到充分地內(nèi)聚。外包層可用合成或非合成的長(zhǎng)絲進(jìn)行。該長(zhǎng)絲可用能被除去的材料制造，例如通過(guò)在由碳纖維制成的不連續(xù)纖維的完全轉(zhuǎn)化前被溶解，或通過(guò)在所述轉(zhuǎn)化前或期間進(jìn)行熱處理。也可選擇在碳纖維制成的不連續(xù)纖維的完全轉(zhuǎn)化后能留下含碳?xì)埩粑锏牟牧现瞥傻拈L(zhǎng)絲。用于制造包層長(zhǎng)絲的材料的實(shí)例是棉花、膠粘纖維、聚乙烯、聚酯和聚乙烯醇。有包層的紗線或絲束用于在熱處理(步驟50)前制備預(yù)制坯(步驟40)。當(dāng)預(yù)制坯的制備包括針刺步驟時(shí)，包層長(zhǎng)絲的去除可選擇在針刺之前或之后進(jìn)行。圖5也表示本發(fā)明方法的另一裝置，其與圖1所示不同之處在于預(yù)制坯制備步驟40和熱處理步驟50是直接在省略了拉伸/裂化和提供內(nèi)聚力的少量加捻步驟的中間轉(zhuǎn)化(步驟10)后提供的前體纖維制成的紗線或絲束上進(jìn)行的。實(shí)施例1下面描述的實(shí)施例是關(guān)于使用圖1所示方法為制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)襯片制造C/C復(fù)合材料預(yù)制坯和對(duì)加入了上述預(yù)制坯的制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)襯片進(jìn)行的測(cè)試。使用的絲束單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為30g/m，即重30千特，由BritishcompanySGLTechnicsLtd銷(xiāo)售，商標(biāo)為“Pyon15”。絲束是由得自預(yù)氧化PAN的纖維制成的，該預(yù)氧化PAN已經(jīng)在張力下進(jìn)行了中間碳化使該纖維的碳含量達(dá)76％，其余基本由氮組成。對(duì)絲束進(jìn)行拉伸/裂化操作以得到重1千特并由不連續(xù)纖維形成的紗線，所述不連續(xù)纖維已經(jīng)35tr/m的少量加捻成為內(nèi)聚的。得到的紗線被用于制造織物(雙斜紋)，其單位面積重量為840g/m2和負(fù)荷(50g/m2)下的厚度為1.8mm。將織物層堆疊并如FR-A-2726013所述逐層縫合使纖維的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到20％。最初在約1400℃進(jìn)行熱處理以完成前體的碳化，然后升高溫度至1600℃以便除去纖維中存在的雜質(zhì)，特別是鈉。觀察到的質(zhì)量損失是約30％。裁出用作制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)襯片的環(huán)形預(yù)制坯，然后用熱解的碳基質(zhì)經(jīng)化學(xué)蒸汽滲透，以其自身眾所周知的方式對(duì)預(yù)制坯進(jìn)行致密化，以便得到C/C復(fù)合材料制成的制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)襯片。作為比較，按照相似方式用C/C復(fù)合材料制造對(duì)照制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)襯片，但開(kāi)始時(shí)用的絲束是用未經(jīng)中間碳化的預(yù)氧化PAN纖維制成的，其碳化是在針刺后進(jìn)行的，因此未在張力下進(jìn)行。將對(duì)照制動(dòng)盤(pán)或制動(dòng)襯片與本發(fā)明的制動(dòng)盤(pán)或制動(dòng)襯片進(jìn)行同樣的高能制動(dòng)測(cè)試，測(cè)量厚度(用mm表示)的減少來(lái)評(píng)估引起的磨損。結(jié)果列于下表。</tables>使用本發(fā)明C/C復(fù)合材料的盤(pán)和襯片的磨損分別減少了38％和27％。實(shí)施例2按照?qǐng)D4中的裝置運(yùn)沖程序，起始材料是BritishcompanySGLTechnicsLtd生產(chǎn)的商標(biāo)為“Pyon18”的絲束。該絲束是由得自預(yù)氧化PAN的320,000長(zhǎng)絲(320K)形成的，該長(zhǎng)絲已在張力下進(jìn)行了中間碳化以便其含碳量達(dá)73％。起始絲束的重量為34g/m，即34千特。對(duì)絲束進(jìn)行拉伸/裂化操作，以得到833特的有內(nèi)聚力的紗線，用重14.7特的棉長(zhǎng)絲作外包層以確保其內(nèi)聚作用。有外包層的紗線被用于制造織物(8緞紋組織)，其單位面積質(zhì)量為840g/m2和負(fù)荷下的厚度等于1.7mm。在空氣中烘干織物以便熱解棉包層紗線?？珊翢o(wú)困難地將多層織物重疊和縫合，并如實(shí)施例1對(duì)得到的預(yù)制坯進(jìn)行熱處理。實(shí)施例3進(jìn)行如實(shí)施例2同樣的程序，但不在針刺前降解棉包層。針刺能在包層紗線上順利地進(jìn)行。當(dāng)為轉(zhuǎn)化前體進(jìn)行最終的熱處理而升高溫度時(shí)，棉包層被降解。實(shí)施例4按照?qǐng)D5中的裝置進(jìn)沖程序，起始材料是BritishcompanySGLTechnicsLtd生產(chǎn)的50k長(zhǎng)絲的紗線商標(biāo)為“Pyon”。該紗線是由得自預(yù)氧化PAN的連續(xù)纖維形成的，該纖維已在張力下進(jìn)行了中間碳化以便其含碳量達(dá)76％。紗線的重量等于4.4千特。直接編織紗線，無(wú)須特殊的技術(shù)準(zhǔn)備。得到的織物的單位面積質(zhì)量為1.2Kg/m2。盡管紗線是由連續(xù)長(zhǎng)絲形成的，可將多層織物毫無(wú)困難地重疊和縫合。對(duì)得到的預(yù)制坯進(jìn)行熱處理以轉(zhuǎn)化前體。權(quán)利要求1.一種制造碳纖維預(yù)制坯的方法，該方法的特征在于使用了至少一種由得自碳前體纖維的連續(xù)纖維形成的紗線或絲束，所述碳前體纖維已在張力下進(jìn)行了中間碳化，這樣其碳含量在70-90％范圍內(nèi)并且在并非必須在張力下進(jìn)行的碳化完成后顯示出不低于3000Mpa的抗拉斷裂強(qiáng)度；使用該紗線或絲束制造預(yù)制坯；和至少為了完成不連續(xù)纖維向碳纖維的轉(zhuǎn)化，對(duì)預(yù)制坯進(jìn)行熱處理。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于使用的至少一種紗線或絲束由在張力下經(jīng)受中間碳化的前體衍生的連續(xù)纖維形成。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于使用的至少一種紗線或絲束由預(yù)氧化聚丙烯腈的纖維制成的，該預(yù)氧化PAN已經(jīng)在張力下進(jìn)行了中間碳化使碳含量為70％-80％。4.如權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于對(duì)由連續(xù)纖維形成的紗線或絲束進(jìn)行拉伸/裂化操作，以便得到不連續(xù)纖維形成的紗線或絲束，并給予不連續(xù)纖維形成的紗線或絲束足夠的內(nèi)聚力，使其適合用于制造預(yù)制坯。5.如權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于多種不同的紗線或絲束選自由碳前體衍生的連續(xù)纖維形成的紗線或絲束，由陶瓷前體衍生的連續(xù)纖維紗線或絲束。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于該或每種紗線或絲束經(jīng)拉伸/裂化操作，將產(chǎn)生的不連續(xù)纖維形成的紗線或絲束混合在一起，給予產(chǎn)生的復(fù)合紗線或絲束足夠的內(nèi)聚力，使其適合用于制造預(yù)制坯。7.如權(quán)利要求4或6所述的方法，其特征在于對(duì)該或每種不連續(xù)纖維形成的紗線或絲束施加少量的加捻。8.如權(quán)利要求1到7中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于對(duì)不連續(xù)纖維形成的紗線或絲束施加的加捻量為20tr/m到120tr/m。9.如權(quán)利要求4或6所述的方法，其特征在于通過(guò)包層對(duì)該或每種不連續(xù)纖維形成的紗線或絲束給予內(nèi)聚力。10.如權(quán)利要求1到9中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于使用的至少一種紗線或絲束是由連續(xù)纖維形成的，該連續(xù)纖維是由選自包括基于瀝青、苯酚、纖維素或預(yù)氧化聚丙烯腈的碳前體衍生的。11.如權(quán)利要求1到10中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于使用的至少一種紗線或絲束不低于50K。12.如權(quán)利要求到1到11中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于預(yù)制坯的制造包括至少一步針刺步驟。13.如權(quán)利要求1到12中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于預(yù)制坯的制造包括至少一步不小于400沖程/分鐘高速機(jī)織。14.如權(quán)利要求1到13中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于熱處理在不低于1200℃的溫度下進(jìn)行以便完成纖維前體的轉(zhuǎn)化。15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于熱處理在不低于1600℃的更高溫度下繼續(xù)進(jìn)行。全文摘要為了制造碳纖維預(yù)制坯,至少使用了一種由得自碳前體纖維的連續(xù)纖維形成的紗線或絲束,所述碳前體纖維已進(jìn)行了中間碳化,這樣其碳含量在70—90%范圍內(nèi)并且在并非必須在張力下進(jìn)行的碳化完成后抗拉斷裂強(qiáng)度不低于3000MPa,在對(duì)預(yù)制坯進(jìn)行熱處理以便完成不連續(xù)纖維向碳纖維的轉(zhuǎn)化前使用了具有少量加捻的紗線或絲束來(lái)制造預(yù)制坯?？蓪?duì)最初的紗線或絲束進(jìn)行拉伸/裂化操作以得到由不連續(xù)纖維形成的紗線或絲束,通過(guò)少量加捻或包層來(lái)確保其必需的內(nèi)聚力。文檔編號(hào)D02J1/22GK1277642SQ9881054公開(kāi)日2000年12月20日申請(qǐng)日期1998年10月27日優(yōu)先權(quán)日1997年10月27日發(fā)明者雷諾·迪阿爾,埃里克·萊爾姆,蒂埃里·馬若萊申請(qǐng)人:麥斯亞－巴克弟有限公司