The invention belongs to the field of preparation of C/C_SiC composite materials, and discloses a C/C_SiC composite material for automobile braking, a preparation method and application thereof. The method comprises the following steps: (1) carbon/carbon green body is prepared by chemical vapor deposition using carbon fiber preform after high temperature heat treatment; (2) carbon/carbon green body is prepared by chemical vapor deposition method; Carbon/carbon porous green bodies were obtained by multiple impregnation and solidification and pyrolysis treatments; (3) Carbon/carbon porous green bodies were heat treated at high temperatures; (4) Carbon/carbon porous green bodies were treated at high temperatures under inert atmosphere, and C/C_SiC composites were obtained by buried reactive melting siliconizing. The method of the invention has the advantages of simple and controllable process, short preparation period and low production cost, and the prepared composite material has excellent friction resistance, thermal stability and environmental applicability.
【技术实现步骤摘要】
一种汽车制动用C/C-SiC复合材料、其制备方法及应用
本专利技术属于C/C-SiC复合材料制备领域,具体涉及一种汽车制动用C/C-SiC复合材料、其制备方法及应用。
技术介绍
C/C-SiC复合材料是碳纤维增强C和SiC陶瓷双元基体复合材料,作为刹车材料不仅继承了炭/炭刹车材料密度小、刹车平稳,磨损失重率小、热容量大等优势,且克服了炭/炭刹车材料吸湿性大、湿态摩擦系数低、静摩擦系数低、适应性差的不足,是新一代高性能摩擦材料。目前,C/C-SiC复合材料在飞机刹车系统、高速列车刹车系统、汽车制动等领域均具有良好的应用前景。目前,制动用C/C-SiC复合材料最广泛的制备方法是采用液硅反应融渗法(RMI),该方法是利用炭/炭多孔坯体内部连通孔隙的毛细管力将熔融状态的Si引入炭/炭多孔坯体,并通过液态Si与炭/炭坯体内部碳基体发生原位反应生成SiC基体,进而得到C/C-SiC复合材料。炭/炭多孔坯体多采用碳纤维针刺整体毡作为增强体,且通过化学气相沉积或液相树脂浸渍碳化方式引入碳基体。其中,采用化学气相沉积方法引入热解碳制备周期较长,达到炭/炭多孔体设计密度要求一般需要300小时以上沉积周期,生产成本较高,且容易产生闭孔,后期材料致密化程度较低;另外,炭/炭多孔坯体内部孔隙结构不均匀,SiC基体多分布于纤维束间较大孔隙处,且残余Si含量较高,所得C/C-SiC复合材料多呈梯度结构特征。采用液相树脂浸渍碳化引入碳基体一方面无法在碳纤维表面形成连续碳基体的保护层,反应融渗过程中液Si进入纤维束内部可与碳纤维发生反应造成碳纤维损伤,进而影响C/C-SiC复合材料的承载性 ...
【技术保护点】
1.C/C‑SiC复合材料的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:(1)采用高温热处理后的炭纤维预制体,通过化学气相沉积法制备得到炭/炭坯体;(2)对上述炭/炭坯体进行多次浸渍处理和固化裂解处理,得到炭/炭多孔坯体;(3)对上述炭/炭多孔坯体进行高温热处理;(4)将上述高温热处理后的炭/炭多孔坯体在惰性气氛保护下,进行包埋式反应熔融渗硅,得到C/C‑SiC复合材料。
【技术特征摘要】
1.C/C-SiC复合材料的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:(1)采用高温热处理后的炭纤维预制体,通过化学气相沉积法制备得到炭/炭坯体;(2)对上述炭/炭坯体进行多次浸渍处理和固化裂解处理,得到炭/炭多孔坯体;(3)对上述炭/炭多孔坯体进行高温热处理;(4)将上述高温热处理后的炭/炭多孔坯体在惰性气氛保护下,进行包埋式反应熔融渗硅,得到C/C-SiC复合材料。2.根据权利要求1所述的C/C-SiC复合材料的制备方法,其特征在于,该方法具体包括如下步骤:(1)采用高温热处理后体积密度为0.38~0.60g/cm3的炭纤维预制体,利用化学气相沉积法制备热解碳界面,获得体积密度为0.5~0.75g/cm3的炭/炭坯体;(2)将热解碳界面制备后的炭/炭坯体置于浸渍剂中浸渍处理,浸渍后,进行固化裂解处理,经3~4个浸渍裂解周期后制得密度为1.25~1.40g/cm3的炭/炭多孔坯体;所述浸渍剂选用成孔酚醛树脂;(3)将步骤(2)制得的炭/炭多孔坯体在惰性气氛保护下,进行2000~2200℃高温热处理,且进行表面机加工,进一步完善连通孔隙结构;(4)将步骤(3)中经高温热处理后的炭/炭多孔坯体在惰性气氛保护下,进行包埋式反应熔融渗硅,得到体积密度为2.0~2.4g/cm3的C/C-SiC复合材料。3.根据权利要求1或2所述的C/C-SiC复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述碳纤维预制体为针刺整体毡,无纬布与网胎比为(70~90)︰(10~30);优选地,所述无纬布采用0°/90°铺层方式,无纬布层间密度为12~18层/cm。4.根据权利要求1或2所述的C/C-SiC复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述高温热处理的条件为:在氩气气氛保护下进行,温度为1800...
【专利技术属性】
技术研发人员:熊翔,王雅雷,陈招科,孙威,曾毅,吕东泽,
申请(专利权)人:中南大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。