一种连续纤维增强碳/碳-铌复合材料的制备方法技术

本发明专利技术一种连续纤维增强碳/碳-铌复合材料的制备方法，包括下述步骤：(1)将铌粉分别均匀散布在每层碳纤维网胎和碳纤维无纬布的表面，得到带有铌粉的碳纤维网胎层和碳纤维无纬布层；然后将所得带有铌粉的碳纤维网胎层和碳纤维无纬布层逐层交叉叠铺后编织，得到含铌碳纤维预制体；(2)将(1)所得含铌碳纤维预制体置于沉积炉内，进行热解碳沉积，得到带有热解碳的含铌的碳/碳复合材料坯体，所述热解碳为粗糙层结构的热解碳，沉积热解碳时，控制温度为1100-1150℃；(3)步骤三将含铌的碳/碳复合材料坯体置于SPS炉中，升温至1670-1720℃后，施压，在压力条件下，保温、保压，得到连续纤维增强碳/碳-铌复合材料。

【技术实现步骤摘要】
一种连续纤维增强碳/碳-铌复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种碳/碳-铌复合材料的制备方法，特别是一种连续纤维增强碳/碳-铌复合材料的制备方法
技术介绍
铌是一种难熔金属，熔点为2468℃，相比于其他难熔金属具有密度低的显著特点，铌对于热中子的捕获截面低、耐腐蚀性能好，在核能、航空航天等领域应用广泛。但铌作为一种金属材料，当温度超过900℃左右后，其高温下的力学性能急剧下降。而碳/碳复合材料是一种碳纤维增强碳基体的先进复合材料，具有特别优异的高温力学性能，其在2000℃以上的力学性能与室温力学性能相当，是目前唯一可用于2000℃以上的高温结构材料，其缺点是极易氧化，当温度超过500℃时即快速氧化失效。本专利技术将连续纤维增强碳/碳复合材料作为第二相引入金属铌基体中，使金属铌的耐腐蚀、抗氧化等性能与碳/碳复合材料的高温力学性能相结合，制备具有优异综合性能的连续纤维增强碳/碳-铌复合材料。采用CVI结合放电等离子烧结(SPS)制备连续纤维增强碳/碳-铌复合材料，在相关文献中还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足而提供一种连续纤维增强碳/碳-铌复合材料的制备方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续纤维增强碳/碳‑铌复合材料的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：步骤一将铌粉分别均匀散布在每层碳纤维网胎和碳纤维无纬布的表面，得到带有铌粉的碳纤维网胎层和碳纤维无纬布层；然后将所得带有铌粉的碳纤维网胎层和碳纤维无纬布层逐层交叉叠铺后编织，得到含铌碳纤维预制体；步骤二将步骤一所得含铌碳纤维预制体置于沉积炉内，进行热解碳沉积，得到带有热解碳的含铌的碳/碳复合材料坯体，所述热解碳为粗糙层结构的热解碳，沉积热解碳时，控制温度为1100‑1150℃；步骤三将含铌的碳/碳复合材料坯体置于SPS炉中，升温至1670‑1720℃后，施压，在压力条件下，保温、保压，得到连续纤维增强碳/碳‑铌复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种连续纤维增强碳/碳-铌复合材料的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：步骤一将铌粉分别均匀散布在每层碳纤维网胎和碳纤维无纬布的表面，得到带有铌粉的碳纤维网胎层和碳纤维无纬布层；然后将所得带有铌粉的碳纤维网胎层和碳纤维无纬布层逐层交叉叠铺后编织，得到含铌碳纤维预制体；所述铌粉的纯度≥99％，粒度为100-140微米；步骤二将步骤一所得含铌碳纤维预制体置于沉积炉内，进行热解碳沉积，得到带有热解碳的含铌的碳/碳复合材料坯体，所述热解碳为粗糙层结构的热解碳，沉积热解碳时，控制温度为1100-1150℃；步骤三将含铌的碳/碳复合材料坯体置于SPS炉中，升温至1670-1720℃后，施压，在压力条件下，保温、保压，得到连续纤维增强碳/碳-铌复合材料。2.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强碳/碳-铌复合材料的制备方法，其特征在于：步骤一中所述含铌碳纤维预制体中，铌的质量百分含量为40-60％；所述含铌碳纤维预制体的密度为0.80-1.30g/cm3。3.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强碳/碳-铌复合材料的制备方法，其特征在于：步骤二中所述带有热解碳的含铌的碳/碳复合材料坯体的密度为1.00-1.50g/cm3。4.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强碳/碳-铌复合材料的制备方法，其特征在于：步骤二中，热解碳沉积采用的方法为化学气相渗透沉积法；化学气相渗透沉积热解碳时，所用碳源气体选自丙烯、甲烷中的至少一种；所用稀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张福勤，王星星，郑吉祥，刘怡，黎炳前，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43