專利名稱：一種制備c/c復(fù)合材料的工藝及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用溫度梯度壓差化學(xué)氣相滲透法(CVI)快速制備炭/炭(C/C)復(fù)合材料部件的工藝及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有制備C/C復(fù)合材料的主要工藝是等溫CVI工藝，該工藝簡單、易操作，可同時對多個大小和形狀不同的預(yù)制體進行致密，且在制備密度和組織結(jié)構(gòu)均勻可控的C/C復(fù)合材料方面具有潛力。但是，在采用等溫CVI工藝制備過程中，熱解碳會優(yōu)先沉積到預(yù)制體的表面，使預(yù)制體表面孔隙過早封閉，影響其內(nèi)部增密，通常需要采用低溫、低氣體濃度來降低反應(yīng)速度和多次機械加工去除表面結(jié)殼來打開孔隙，因而制備高密度C/C復(fù)合材料的制備周期長達一個月甚至幾個月，制造效率低，成本高。目前，制備C/C復(fù)合材料的工藝還有一種溫度梯度CVI工藝，這種溫度梯度CVI工藝是對傳統(tǒng)等溫CVI工藝的改進。在此工藝設(shè)備中，預(yù)制體內(nèi)的溫度呈梯度分布，前驅(qū)體通過擴散傳質(zhì)從低溫區(qū)到達高溫區(qū)發(fā)生沉積，熱解沉積區(qū)由內(nèi)側(cè)向外側(cè)逐步推進，與傳統(tǒng)等溫CVI工藝相比，大大提高了材料密度的均勻性。但材料從前驅(qū)體進入預(yù)制體內(nèi)仍主要依賴其擴散作用，氣體傳輸緩慢，材料致密化速率低。

中國專利00113718. 2公開的限域變溫壓差化學(xué)氣相滲透工藝和中國專利200510096306. 2公開的溫度梯度化學(xué)氣相滲透快速制備C/C復(fù)合材料的方法，都涉及到溫度梯度壓差化學(xué)氣相滲透工藝，但它們對設(shè)備要求高，工業(yè)化難度大。中國專利200310115118. O公開了一種炭剎車盤負壓定向流外溫度梯度化學(xué)氣相滲透方法，但該方法僅適用于炭剎車盤的制備而不適用于圓筒形部件的制備，適用范圍小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種致密化速率高，制造成本低的炭/炭(C/C)復(fù)合材料的制備工藝及其設(shè)備。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明之炭/炭(C/C)復(fù)合材料的制備工藝，包括以下步驟
(O預(yù)制體預(yù)處理將密度為O. 45 O. 8 g/cm3的炭/炭復(fù)合材料預(yù)制體置于高溫爐中，在1000 2000°C (優(yōu)選1600 1900°C，更優(yōu)選1800°C )下進行高溫預(yù)處理1. O 5. O小時(優(yōu)選1. 5 2. 5小時，更優(yōu)選2. O小時)；
(2)工裝準備根據(jù)預(yù)制體尺寸大小加工內(nèi)置發(fā)熱體、外工裝、內(nèi)工裝、帶抽氣孔的蓋板、載料板和料墩，安裝好內(nèi)熱電偶和外熱電偶，外工裝、內(nèi)工裝和蓋板采用C/C復(fù)合材料或石墨；
(3)裝爐將步驟(2)準備好的內(nèi)置發(fā)熱體、內(nèi)工裝、步驟(I)預(yù)處理后的預(yù)制體以及步驟(2)準備好的外工裝按順序依次放入化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)由料墩支撐的載料板上，預(yù)制體與外工裝間距為5 40mm(優(yōu)選15_25mm ;更優(yōu)選20 mm),預(yù)制體與內(nèi)工裝間距為5 40mm(15-25mm ;更優(yōu)選20 mm),爐內(nèi)氣管出氣口置于外工裝與預(yù)制體構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)，然后將步驟
(2)準備好的設(shè)有抽氣孔的蓋板蓋于外工裝上部，步驟(2)準備好的內(nèi)熱電偶和外熱電偶分別置于外工裝內(nèi)側(cè)和外側(cè)；
(4)溫度梯度壓差CVI處理測壓升率合格(200Pa/h)后，開啟真空系統(tǒng)，以50 3000C /hr(優(yōu)選100-200°C /hr ;更優(yōu)選150°C /hr)的升溫速度加熱發(fā)熱體，使其升溫5 10小時(優(yōu)選7-9小時，更優(yōu)選8小時)，當(dāng)內(nèi)熱電偶測得預(yù)制體內(nèi)側(cè)溫度升至850°C 1200°C(優(yōu)選1000-1100°C ;更優(yōu)選1050°C)，當(dāng)外熱電偶測得預(yù)制體外側(cè)溫度升至800°C 950°C(優(yōu)選900°C ),預(yù)制體內(nèi)側(cè)和外側(cè)的溫度梯度為3 15°C /mm (優(yōu)選5 12°C /mm);通過置于外工裝與載料板接觸處的氣管向預(yù)制體和外工裝構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)送入碳氫氣體和稀釋氣體的混合氣體，并保證混合氣體流量為50 70L/Min (優(yōu)選60L/Min)，當(dāng)預(yù)制體外側(cè)和內(nèi)側(cè)壓力差為I 5KPa (優(yōu)選2 3 KPa)時，預(yù)制體和外工裝構(gòu)成區(qū)域內(nèi)的氣體經(jīng)蓋板外側(cè)抽氣孔的引導(dǎo)從爐殼抽氣口排出，預(yù)制體和內(nèi)外工裝構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)的氣體經(jīng)蓋板內(nèi)側(cè)抽氣孔引導(dǎo)從爐殼抽氣口排出；
(5)待100 300小時(優(yōu)選250 280小時)后，依次停止加熱發(fā)熱體、停止輸入混合氣體；
(6)取出蓋板，將外工裝、預(yù)制體和內(nèi)工裝沿接觸面切開取出，即得到密度1.4 1. 7g/cm3的C/C復(fù)合材料。進一步，所述碳氫氣體為天然氣、丙烯或丙烷，所述稀釋氣體為氮氣。進一步，所述預(yù)制體形狀優(yōu)選圓筒形。

本發(fā)明之制備C/C復(fù)合材料使用的設(shè)備，包括爐殼，發(fā)熱體，預(yù)制體，所述爐殼上方設(shè)有抽氣口，所述爐殼內(nèi)壁設(shè)有保溫層，所述預(yù)制體內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)有測量預(yù)制體內(nèi)外兩側(cè)溫度的內(nèi)熱電偶和外熱電偶，在預(yù)制體厚度方向形成溫度梯度，還包括內(nèi)工裝、外工裝和設(shè)有抽氣孔的蓋板，所述內(nèi)工裝置于預(yù)制體內(nèi)側(cè)，所述內(nèi)工裝置于發(fā)熱體外側(cè)，所述外工裝置于預(yù)制體外側(cè)，所述蓋板上的抽氣孔設(shè)于內(nèi)工裝外側(cè)與預(yù)制體內(nèi)側(cè)構(gòu)成區(qū)域的上方，所述蓋板置于所述外工裝、預(yù)制體和內(nèi)工裝上方，所述發(fā)熱體、外工裝、預(yù)制體和內(nèi)工裝均置于由料墩支撐的載料板上，所述外工裝與載料板接觸處置有氣管，所述氣管一端與預(yù)制體外側(cè)和外工裝內(nèi)側(cè)構(gòu)成的區(qū)域連通，另一端穿過保溫層和爐殼壁。進一步，所述蓋板上，外工裝與預(yù)制體構(gòu)成的空間相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，設(shè)有5 15個(優(yōu)選10個)抽氣孔。進一步，所述預(yù)制體為2. 5D炭纖維預(yù)制體或3D炭纖維預(yù)制體。進一步，所述發(fā)熱體、外工裝、內(nèi)工裝和蓋板均采用C/C復(fù)合材料或石墨制成。進一步，所述蓋板上，外工裝與預(yù)制體構(gòu)成的空間相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)抽氣孔的直徑為28 32mm (優(yōu)選30mm),內(nèi)工裝外側(cè)與預(yù)制體構(gòu)成的空間相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)抽氣孔的直徑為16 20mm (優(yōu)選 18mm)。本發(fā)明之制備C/C復(fù)合材料的工藝，操作簡單，致密化周期短，對設(shè)備要求不高，工業(yè)化難度小，特別適用于制備圓筒形C/C復(fù)合材料，蓋板上的抽氣孔引導(dǎo)設(shè)備內(nèi)氣體從爐殼抽氣口排出，碳氫氣體分子能有效“吹掃”預(yù)制體表面，提高致密化速率，同時能避免無效反應(yīng)的發(fā)生，提高炭收得率，防止真空系統(tǒng)的污染；本發(fā)明之制備C/C復(fù)合材料的設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。


圖1為本發(fā)明制備C/C復(fù)合材料設(shè)備實施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖1所示實施例蓋板的結(jié)構(gòu)放大示意 圖3為現(xiàn)有蓋板結(jié)構(gòu)示意 圖4為圖1所示實施例外工裝的剖面示意 圖5為圖1所示實施例內(nèi)工裝的剖面示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1 :設(shè)備實施例
參照附圖，本發(fā)明制備C/C復(fù)合材料的設(shè)備實施例，包括爐殼，發(fā)熱體6，預(yù)制體3，所述爐殼上方設(shè)有抽氣口 8，所述爐殼內(nèi)壁設(shè)有保溫層7，所述預(yù)制體3內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)有測量預(yù)制體3內(nèi)外兩側(cè)溫度的內(nèi)熱電偶13和外熱電偶12，用于檢測預(yù)制體3厚度方向形成的溫度梯度，還包括內(nèi)工裝5、外工裝4和蓋板9，所述內(nèi)工裝5置于預(yù)制體3內(nèi)側(cè)，所述內(nèi)工裝5置于發(fā)熱體6外側(cè)，所述外工裝4置于預(yù)制體3外側(cè)，所述蓋板9上的抽氣孔10設(shè)于內(nèi)工裝外側(cè)與預(yù)制體內(nèi)側(cè)構(gòu)成區(qū)域的上方，所述外工裝4、預(yù)制體3和內(nèi)工裝5上方蓋有蓋板9，所述發(fā)熱體6、外工裝4、預(yù)制體3和內(nèi)工裝5均置于由料墩I支撐的載料板2上，所述外工裝4與載料板2接觸處置有氣管11，所述氣管11 一端與預(yù)制體3外側(cè)和外工裝4內(nèi)側(cè)構(gòu)成的區(qū)域連通，另一端穿過保溫層7和爐殼壁。所述蓋板9上， 外工裝4與預(yù)制體3構(gòu)成的空間相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，設(shè)有10個抽氣孔。所述預(yù)制體3為2. 炭纖維預(yù)制體。所述外工裝4、內(nèi)工裝5、發(fā)熱體6和蓋板9均采用石墨制成。實施例2 :制備工藝實施例①
本發(fā)明制備圓筒形C/C復(fù)合材料工藝實施例包括以下步驟
(1)預(yù)制體3預(yù)處理將密度為O.5 g/cm3、尺寸為Φ660mmX Φ600mmX 300mm的圓筒形2. 5D炭纖維預(yù)制體3置于高溫爐中，在1800°C下進行高溫預(yù)處理2小時；
(2)工裝準備根據(jù)預(yù)制體3形狀、尺寸大小加工發(fā)熱體6、外工裝4、7件預(yù)制體3，內(nèi)工裝5與預(yù)制體3構(gòu)成的空間相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)開有20個直徑為30mm和外工裝4與預(yù)制體3構(gòu)成的空間相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)開有10個直徑為18mm抽氣孔10的蓋板9、載料板2和料墩1，安裝好內(nèi)熱電偶13和外熱電偶12，外工裝4、內(nèi)工裝5和蓋板9由石墨制成；
(3)裝爐將步驟(2)準備好的內(nèi)置發(fā)熱體6、內(nèi)工裝5、步驟(I)預(yù)處理后的預(yù)制體3以及步驟(2)準備好的外工裝4按順序依次放入化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)由料墩I支撐的載料板2上，預(yù)制體3與外工裝4間距為15mm，預(yù)制體3與內(nèi)工裝5間距為15mm，爐內(nèi)氣管11出氣口置于外工裝4與預(yù)制體3構(gòu)成的環(huán)形槽內(nèi)，然后將步驟(2)準備好的帶抽氣孔10蓋板9蓋于外工裝4上部，步驟(2)準備好的內(nèi)熱電偶13和外熱電偶12分別設(shè)于外工裝4內(nèi)側(cè)和外側(cè)；
(4)溫度梯度壓差CVI處理測壓升率合格(200Pa/h)后，開啟真空系統(tǒng)，以150°C/hr的升溫速度加熱發(fā)熱體6，使其升溫8小時，當(dāng)內(nèi)熱電偶13測得預(yù)制體3內(nèi)側(cè)溫度升至1050°C，當(dāng)外熱電偶12測得預(yù)制體3外側(cè)溫度升至900°C，預(yù)制體3內(nèi)側(cè)和外側(cè)的溫度梯度為5°C /_，通過置于外工裝與載料板接觸處的氣管向預(yù)制體和外工裝構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)送入碳氫氣體和稀釋氣體的混合氣體，并保證混合氣體流量為60L/Min，當(dāng)預(yù)制體外側(cè)和內(nèi)側(cè)壓力差為2KPa時，開始沉積，預(yù)制體3和外工裝4構(gòu)成的環(huán)形槽內(nèi)的氣體經(jīng)蓋板9外側(cè)抽氣孔引導(dǎo)從爐殼抽氣口 8排出，預(yù)制體3和內(nèi)工裝5構(gòu)成的環(huán)形槽內(nèi)的氣體經(jīng)蓋板9內(nèi)側(cè)抽氣孔引導(dǎo)從爐殼抽氣口8排出；
(5)待250小時后，依次停止加熱發(fā)熱體、停止輸入混合氣體；
(6)取出蓋板、外工裝4、預(yù)制體3和內(nèi)工裝5，即得到7個圓筒形密度1.5g/cm3的C/C復(fù)合材料。實施例2 :制備工藝實施例②
(1)預(yù)制體3預(yù)處理將密度為O.4 g/cm3、尺寸為Φ660mmX Φ600mmX 300mm的圓筒形2. 5D炭纖維預(yù)制體3置于高溫爐中，在1600°C下進行高溫預(yù)處理4小時；
(2)工裝準備根據(jù)預(yù)制體3形狀、尺寸大小加工發(fā)熱體6、外工裝4、7件預(yù)制體3，內(nèi)工裝5與預(yù)制體3構(gòu)成的空間相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)開有20個直徑為30mm和外工裝4與預(yù)制體3構(gòu)成的空間相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)開有10個直徑為18mm抽氣孔10的蓋板9、載料板2和料墩1，安裝好內(nèi)熱電偶13和外熱電偶12，外工裝4、內(nèi)工裝5和蓋板9由石墨制成；
(3)裝爐將步驟(2)準備好的內(nèi)置發(fā)熱體6、內(nèi)工裝5、步驟(I)預(yù)處理后的預(yù)制體3以及步驟(2)準備好的外工裝4按順序依次放入化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)由料墩I支撐的載料板2上，預(yù)制體3與外工裝4間距為20mm，預(yù)制體3與內(nèi)工裝5間距為20mm，爐內(nèi)氣管11出氣口置于外工裝4與預(yù)制體3構(gòu)成的環(huán)形槽內(nèi)，然后將步驟(2)準備好的帶抽氣孔10蓋板9蓋于外工裝4上部，步驟(2)準備好的內(nèi)熱電偶13和外熱電偶12分別設(shè)于外工裝4內(nèi)側(cè)和外側(cè)。(4)溫度梯度壓差CVI處理測壓升率合格(200Pa/h)后，開啟真空系統(tǒng)，以2500C /hr的升溫速度加熱發(fā)熱體6，使其升溫8小時，當(dāng)內(nèi)熱電偶13測得預(yù)制體3內(nèi)側(cè)溫度升至1020°C，當(dāng)外熱電偶12測得預(yù)制體3外側(cè)溫度升至870°C，預(yù)制體3內(nèi)側(cè)和外側(cè)的溫度梯度為4°C /_，通過置于外工裝與載料板接觸處的氣管向預(yù)制體和外工裝構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)送入碳氫氣體和稀釋氣體的混合氣體，并保證混合氣體流量為68L/Min，當(dāng)預(yù)制體外側(cè)和內(nèi)側(cè)壓力差為3KPa時，開始沉積，預(yù)制體3和外工裝4構(gòu)成的環(huán)形槽內(nèi)的氣體經(jīng)蓋板9外側(cè)抽氣孔引導(dǎo)從爐殼抽氣口 8排出，預(yù)制體3和內(nèi)工裝5構(gòu)成的環(huán)形槽內(nèi)的氣體經(jīng)蓋板9內(nèi)側(cè)抽氣孔引導(dǎo)從爐殼抽氣口 8排出；
(5)待280小時后，依次停止加熱發(fā)熱體、停止輸入混合氣體；
(6)取出蓋板9、外工裝4、預(yù)制體3和內(nèi)工裝5，即得到7個圓筒形密度1.6g/cm3的C/C復(fù)合材料。
權(quán)利要求
1.一種制備c/C復(fù)合材料的工藝，其特征在于，包括以下步驟 (1)預(yù)制體預(yù)處理將密度為O.45 O. 8 g/cm3的預(yù)制體在1000 2000°C下進行高溫預(yù)處理I 5小時； (2)工裝準備根據(jù)預(yù)制體尺寸大小加工內(nèi)置發(fā)熱體、外工裝、內(nèi)工裝、帶抽氣孔的蓋板、載料板和料墩，安裝好內(nèi)熱電偶和外熱電偶，外工裝、內(nèi)工裝和蓋板采用C/C復(fù)合材料或石墨； (3)裝爐將步驟(2)準備好的內(nèi)置發(fā)熱體、內(nèi)工裝、步驟(I)預(yù)處理后的預(yù)制體以及步驟(2)準備好的外工裝按順序依次放入設(shè)備內(nèi)由料墩支撐的載料板上，預(yù)制體與外工裝間距為5 40mm,預(yù)制體與內(nèi)工裝間距為5 40mm,爐內(nèi)氣管出氣口置于外工裝與預(yù)制體構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)，然后將步驟(2)準備好的帶抽氣孔蓋板蓋于外工裝上部，步驟(2)準備好的內(nèi)熱電偶和外熱電偶分別設(shè)于預(yù)制體內(nèi)側(cè)和外側(cè)； (4)溫度梯度壓差CVI處理測壓升率合格后(200Pa/h)，開啟真空系統(tǒng)，以50 3000C /hr的升溫速度加熱發(fā)熱體，使其升溫5 10小時，當(dāng)內(nèi)熱電偶測得預(yù)制體內(nèi)側(cè)溫度升至980 1080°C，外熱電偶測得預(yù)制體外側(cè)溫度升至800 950°C，預(yù)制體內(nèi)側(cè)和外側(cè)的溫度梯度為3 15°C /mm ;通過置于外工裝與載料板接觸處的氣管向預(yù)制體和外工裝構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)送入碳氫氣體和稀釋氣體的混合氣體，并保證混合氣體流量為50-70L/Min，預(yù)制體外側(cè)和內(nèi)側(cè)壓力差為I 5KPa時，開始沉積；預(yù)制體和外工裝構(gòu)成區(qū)域內(nèi)的氣體經(jīng)蓋板外側(cè)抽氣孔的引導(dǎo)從爐殼抽氣口排出，預(yù)制體和內(nèi)工裝構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)的氣體經(jīng)蓋板內(nèi)側(cè)抽氣孔引導(dǎo)從爐殼抽氣口排出； (5)待100 300小時后，依次停止加熱發(fā)熱體、停止輸入混合氣體； (6)取出蓋板、外工裝、預(yù)制體和內(nèi)工裝，即得到密度1.4 1. 7g/cm3的C/C復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備C/C復(fù)合材料的工藝，其特征在于，所述碳氫氣體為天然氣、丙烯或丙烷，所述稀釋氣體為氮氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備C/C復(fù)合材料的工藝，其特征在于，所述步驟(I)中，預(yù)制體高溫處理的溫度為1600 1900°C，預(yù)處理的時間為1. 5 2. 5小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備C/C復(fù)合材料的工藝，其特征在于，所述步驟(3)中，所述外工裝與預(yù)制體間距為15_25mm,內(nèi)工裝與預(yù)制體間距為15_25mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備C/C復(fù)合材料的工藝，其特征在于，所述步驟(4)，測壓升率合格(200Pa/h)后，開啟真空系統(tǒng)，以100-200°C /hr的升溫速度加熱發(fā)熱體，使其升溫7-9小時，當(dāng)內(nèi)熱電偶測得預(yù)制體內(nèi)側(cè)溫度升至1000-1100°C，當(dāng)外熱電偶測得預(yù)制體外側(cè)溫度升至900°C，預(yù)制體內(nèi)側(cè)和外側(cè)的溫度梯度為5 12°C /mm ;通過置于外工裝與載料板接觸處的氣管向預(yù)制體和外工裝構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)送入碳氫氣體和稀釋氣體的混合氣體，并保證混合氣體流量為60L/Min，當(dāng)預(yù)制體外側(cè)和內(nèi)側(cè)壓力差為2 3 KPa時，預(yù)制體和外工裝構(gòu)成區(qū)域內(nèi)的氣體經(jīng)蓋板外側(cè)抽氣孔的引導(dǎo)從爐殼抽氣口排出，預(yù)制體和內(nèi)外工裝構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)的氣體經(jīng)蓋板內(nèi)側(cè)抽氣孔引導(dǎo)從爐殼抽氣口排出。
6.一種制備C/C復(fù)合材料的設(shè)備，包括爐殼，發(fā)熱體，預(yù)制體，所述爐殼上方設(shè)有抽氣口，所述爐殼內(nèi)壁設(shè)有保溫層，其特征在于，所述預(yù)制體內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)有測量預(yù)制體內(nèi)外兩側(cè)溫度的內(nèi)熱電偶和外熱電偶，在預(yù)制體厚度方向形成溫度梯度，還包括內(nèi)工裝、外工裝和蓋板，所述內(nèi)工裝置于預(yù)制體內(nèi)側(cè)，所述內(nèi)工裝置于發(fā)熱體外側(cè)，所述外工裝置于預(yù)制體外側(cè)，所述蓋板上的抽氣孔設(shè)于內(nèi)工裝外側(cè)與預(yù)制體內(nèi)側(cè)構(gòu)成區(qū)域的上方，所述外工裝、預(yù)制體和內(nèi)工裝上方蓋有蓋板，所述發(fā)熱體、外工裝、預(yù)制體和內(nèi)工裝均置于由料墩支撐的載料板上，所述外工裝與載料板接觸處置有氣管，所述氣管一端與預(yù)制體外側(cè)和外工裝內(nèi)側(cè)構(gòu)成的區(qū)域連通，另一端穿過保溫層和爐殼壁連通碳氫氣體和稀釋氣體等混合氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備C/C復(fù)合材料的設(shè)備，其特征在于，所述蓋板上，外工裝與預(yù)制體構(gòu)成的空間相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)設(shè)有5 15個抽氣孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備C/C復(fù)合材料的設(shè)備，其特征在于，所述抽氣孔的個數(shù)10個。
9.據(jù)權(quán)利要求6所述的制備C/C復(fù)合材料的設(shè)備，其特征在于，所述預(yù)制體為2.5D炭纖維預(yù)制體或3D炭纖維預(yù)制體，所述發(fā)熱體、外工裝、內(nèi)工裝和蓋板均采用C/C復(fù)合材料或石墨制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備C/C復(fù)合材料的設(shè)備，其特征在于，所述蓋板上，夕卜工裝與預(yù)制體構(gòu)成的空間相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)抽氣孔的直徑為28 32_，內(nèi)工裝外側(cè)與預(yù)制體構(gòu)成的空間相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)抽氣孔的直徑為16 20mm。
全文摘要
一種制備C/C復(fù)合材料的工藝及其設(shè)備，本發(fā)明之快速制備C/C復(fù)合材料的工藝，包括以下步驟(1)預(yù)制體預(yù)處理；(2)工裝準備；(3)裝爐；(4)溫度梯度壓差CVI處理；(5)待100～300小時后，依次停止加熱發(fā)熱體、停止輸入混合氣體；(6)取出蓋板、外工裝、預(yù)制體和內(nèi)工裝，所得C/C復(fù)合材料的為密度1.4～1.7g/cm3。本發(fā)明還包括制備C/C復(fù)合材料的設(shè)備，采用本發(fā)明操作簡單，致密化周期短，工業(yè)化難度低，致密化速率高，同時能避免無效反應(yīng)的發(fā)生，提高炭收得率，防止真空系統(tǒng)的污染。
文檔編號F27B17/00GK103044056SQ20131000809
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者蔣建純, 鄭湘林, 康志衛(wèi), 崔金, 黃能武, 姚勇剛, 羅中保 申請人:湖南南方搏云新材料有限責(zé)任公司