The invention relates to a high strength and high conductivity composite fiber reinforced composite material preparation method, first through the winding equipment of carbon fibers and carbon nanotube fibers together to form a composite fiber, the composite fiber with high conductivity high strength carbon fiber and carbon nanotube fibers, while maintaining good knitting performance. The preparation of ceramic or resin matrix on the composite fiber can be used to prepare one-dimensional carbon nanotube fiber and carbon fiber synergistic composite material. Multi dimensional braiding of composite fiber can be used to prepare two dimensional and three-dimensional preform. Ceramic or resin matrix can be prepared on preform, and multi dimensional composite material can be prepared. The composite has good mechanical properties, and the carbon fiber reinforced composite has better conductivity and electromagnetic shielding performance than carbon fiber reinforced composites. The method opens up a new approach for the preparation of composite materials with structural and functional integration.
【技术实现步骤摘要】
一种高强高导电复合纤维增强复合材料的制备方法
本专利技术属于纤维增强复合材料制备方法,涉及一种高强高导电复合纤维增强复合材料的制备方法,具体涉及将碳纤维与碳纳米管纤维缠绕形成复合纤维,在复合纤维预制体上制备陶瓷或树脂基体,从而制备结构功能一体化复合材料的方法。
技术介绍
碳纤维具有耐高温、轻质、高强度和高模量等特点,具有优异的增强增韧效果,被广泛用于制备树脂或陶瓷基复合材料。碳纤维增强复合材料在众多轻量化材料中具有较高的比强度、比刚性,轻量化效果十分明显,在航空航天、军工产品中得到广泛应用。目前,复合材料发展的趋势是结构功能一体化,碳纤维增强复合材料在力学性能上表现优异,而功能性能上表现一般。碳纳米管具有优异的导电导热性能,将碳纳米管加入到碳纤维增强复合材料中不仅能有效提高复合材料力学性能,更能提高复合材料的导电性、电磁屏蔽与导热等功能性能。文献“H.Mei,D.Y.Han,S.S.Xiao,etal.ImprovementoftheelectromagneticshieldingpropertiesofC/SiCcompositesbyelectrophoreticdepositionofcarbonnanotubeoncarbonfibers[J].Carbon,2016,109:149-153.”公开了一种CNTs/C/SiC复合材料的制备方法,通过电泳沉积的方法将CNTs沉积到C碳纤维表面,再通过CVI方法沉积SiC陶瓷基体,所制备的复合材料电磁屏蔽性能相比C/SiC复合材料提高了56%。中国专利CN201610280043.9公开了一种阵列碳纳米 ...
【技术保护点】
一种高强高导电复合纤维增强复合材料的制备方法,其特征在于步骤如下:步骤1:将碳纤维与碳纳米管纤维相互缠绕形成复合纤维,复合纤维直径0.5~0.8mm;步骤2:将绕线完成后的复合纤维放置于化学沉积炉中沉积PyC界面层;步骤3:将沉积完界面层的复合纤维放入化学沉积炉中沉积SiC基体,得到一维碳纤维/碳纳米管纤维/碳化硅陶瓷基复合材料;或以酒精为溶剂,配置质量分数25%的酚醛树脂溶液;将复合纤维浸入树脂溶液中,浸泡1h后取出,置于空气中12h待溶剂挥发完全后放入200℃烘箱中固化2h得到一维碳纤维/碳纳米管纤维/酚醛树脂基复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种高强高导电复合纤维增强复合材料的制备方法,其特征在于步骤如下:步骤1:将碳纤维与碳纳米管纤维相互缠绕形成复合纤维,复合纤维直径0.5~0.8mm;步骤2:将绕线完成后的复合纤维放置于化学沉积炉中沉积PyC界面层;步骤3:将沉积完界面层的复合纤维放入化学沉积炉中沉积SiC基体,得到一维碳纤维/碳纳米管纤维/碳化硅陶瓷基复合材料;或以酒精为溶剂,配置质量分数25%的酚醛树脂溶液;将复合纤维浸入树脂溶液中,浸泡1h后取出,置于空气中12h待溶剂挥发完全后放入200℃烘箱中固化2h得到一维碳纤维/碳纳米管纤维/酚醛树脂基复合材料。2.根据权利要求1所述高强高导电复合纤维增强复合材料的制备方法,其特征在于:在步骤2之前,将绕线完成后的复合纤维进行二维编织形成纤维布,然后进行步骤3和步骤4,得到三维碳纤维/碳纳米管纤维/碳化硅陶瓷基复合材料或三维碳纤维/碳纳米管纤维/酚醛树脂基复合材料。3.根据权利要求1所述高强高导电复合纤维增强复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤2沉积PyC界面层的工艺:沉积温度960℃,压力0.2KPa,丙烯流量500ml/min,Ar气流量300ml/min,沉积时间6h。4.根据权利要求1所述高强高导电复合纤维增强复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤3沉积SiC基体的工艺:氢气为载气和稀释气,流量分别为250ml/min和350...
【专利技术属性】
技术研发人员:梅辉,夏俊超,张鼎,韩道洋,肖珊珊,成来飞,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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