本發(fā)明涉及一種新型的碳纖維復(fù)合材料及制備工藝，應(yīng)用于煉油廠、化工廠、發(fā)電廠設(shè)備體處及其他流理設(shè)備，屬于通用機(jī)械等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前很多流體處理設(shè)備的口環(huán)、喉部襯套、中間軸承、軸承套等都是采用金屬材料或者其他非金屬材料，如石墨、碳化硅、改性聚四氟乙烯或者普通的工程塑料；這些材料都有一個(gè)缺點(diǎn)，就是需要軸與軸套之間，或者口環(huán)與葉輪之間需要比較大的間隙，否則會(huì)導(dǎo)致摩擦副熔融粘接或者損壞口環(huán)、軸套等零件，導(dǎo)致設(shè)備故障，無(wú)法正常工作，該種材料的耐磨軸套(口環(huán))等零件可以顯著減小安裝間隙，從而提高了流體設(shè)備的效率與可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是開發(fā)一種特殊的碳纖維復(fù)合材料，一定長(zhǎng)度的碳纖維沿著x-y方向上分布，因此該材料在x-y方向上具有碳纖維的高強(qiáng)度與低膨脹系數(shù)、通過(guò)模壓的方式，采用特種塑料基材將這些具有x-y方向的碳纖維進(jìn)行粘結(jié)復(fù)合；從而得到具有優(yōu)異性能的特種復(fù)合材料，如耐高低溫度，耐摩擦、耐沖擊、耐化學(xué)性、高強(qiáng)度等優(yōu)異性能。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種碳纖維復(fù)合材料，其包括按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的如下組分：

碳纖維： 10～60％；

特種塑料纖維： 40～90％。

作為優(yōu)選方案，所述碳纖維的長(zhǎng)度為3～15mm。

作為優(yōu)選方案，所述特種塑料纖維選自PFA纖維、PTFE纖維和PEEK纖維中的至少一種。

一種如前述的碳纖維復(fù)合材料的制備方法，其包括如下步驟：

將碳纖維和特種塑料纖維利用無(wú)紡布生產(chǎn)方法制備出無(wú)紡布。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明的方法還包括如下步驟：

將所述無(wú)紡布裁切成若干薄片，將所述薄片進(jìn)行疊置后，進(jìn)行模壓成型。

通過(guò)這種工藝生產(chǎn)的型材，材料特性由于X-Y方向上是碳纖維的方向，具有很高的沖擊強(qiáng)度，并且由于碳纖維的熱膨脹系數(shù)很低，所以在X-Y方向上獲得了很小的熱膨脹系數(shù)；因此獲得的熱膨脹系數(shù)小于金屬的膨脹系數(shù)。另外，由于采用特種工程塑料來(lái)作為基材，獲得了特種塑料的耐高溫，耐化學(xué)性及耐磨等優(yōu)良特性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1、該種型材具有耐高低溫特性，可長(zhǎng)期在260℃溫度下使用，低溫性能可以達(dá)到-196℃，可以滿足很多高低溫的應(yīng)用場(chǎng)合；

2、在X-Y方向上；表現(xiàn)為碳纖維的特性，因此具有極低的熱膨脹系數(shù)，如果應(yīng)用在如軸套、口環(huán)、軸承等場(chǎng)合，在摩擦生熱的時(shí)候不會(huì)因材料熱膨脹而卡死，提高了設(shè)備的壽命，延長(zhǎng)了維修周期；

3、該種材料應(yīng)用于水泵口環(huán)，可以控制口環(huán)與葉輪之間更小的間隙，提高泵的做功效率，在大功率泵的使用中，節(jié)能效果明顯；安裝間隙更小，提高了泵運(yùn)行的平穩(wěn)性，降低了泵的運(yùn)行振動(dòng)與噪音，進(jìn)而延長(zhǎng)了泵的使用壽命；

4、該種材料具有顯著的耐摩擦特性，在軸承、軸套等的應(yīng)用中，具有更小的磨損性能，延長(zhǎng)了零件的使用壽命；通過(guò)復(fù)合改性，獲得了較小的摩擦系數(shù)，因而該材料可以在短時(shí)間(0.5小時(shí))內(nèi)處于干摩擦狀態(tài)，而不至于使摩擦副燒毀失效，提高了設(shè)備的可靠性。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明的碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

本實(shí)施例涉及一種碳纖維復(fù)合材料的制備方法，其包括如下步驟：將碳纖維、PFA纖維分別按照10％和90％的重量百分?jǐn)?shù)混合后，利用無(wú)紡布的制作方法(該制作方法為常規(guī)方法，故不在此贅述)制備出無(wú)紡布。

實(shí)施例2

本實(shí)施例涉及一種碳纖維復(fù)合材料的制備方法，其包括如下步驟：將碳纖維、PTFE纖維分別按照60％和40％的重量百分?jǐn)?shù)混合后，利用無(wú)紡布的制作方法(該制作方法為常規(guī)方法，故不在此贅述)制備出無(wú)紡布。

實(shí)施例3

本實(shí)施例涉及一種碳纖維復(fù)合材料的制備方法，其包括如下步驟：將碳纖維、PEEK纖維分別按照35％和65％的重量百分?jǐn)?shù)混合后，利用無(wú)紡布的制作方法(該制作方法為常規(guī)方法，故不在此贅述)制備出無(wú)紡布。

實(shí)施例4

本實(shí)施例涉及一種碳纖維復(fù)合材料軸套的制備方法，其包括如下步驟：將實(shí)施例1制備的無(wú)紡布切成若干薄片之后，根據(jù)軸套的厚度將薄片一層層疊加放入可以加熱的模具中，通過(guò)模壓成型工藝熱壓成型，得到軸套。

實(shí)施例5

本實(shí)施例涉及一種碳纖維復(fù)合材料軸套的制備方法，其包括如下步驟：將實(shí)施例2制備的無(wú)紡布切成若干薄片之后，根據(jù)軸套的厚度將薄片一層層疊加放入可以加熱的模具中，通過(guò)模壓成型工藝熱壓成型，得到軸套。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。