一种高导热沥青基炭纤维复合材料预制体的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种高导热沥青基炭纤维复合材料预制体的制作方法，采用预氧化或低温炭化状态的高导热沥青基炭纤维连续层与不同温度处理状态的粘胶基或聚丙烯腈基或各向同性沥青基或高导热沥青基短炭纤维网胎交替叠层，在连续层与网胎层的轴向经针刺工艺引入Z向增强纤维，Z向纤维的引入打通了Z向导热通路，也更易于热量在Z方向的疏通和传导，针刺密度控制在10～50针/cm

【技术实现步骤摘要】
一种高导热沥青基炭纤维复合材料预制体的制作方法
本专利技术属于军用飞行器热管理系统中高导热耐烧蚀炭/炭、炭/陶及相关复合材料的预制体材料制备
，具体涉及一种高导热沥青基炭纤维针刺准三向整体结构预制体的制作方法。
技术介绍
导热率(λ)可以用Debye公式表示为：λ＝1/3C·V·L，式中C为单位体积的热容，V为声子的传播速度，L为声子的平均自由程。对于具有较完整石墨结构的炭(石墨)材料来说，其室温热传导速率主要由声子的平均自由程L来决定，L与石墨微晶平面尺寸La有关，La越大，L越大，λ越高。袁观明在《高导热炭材料的制备研究》中提到高导热沥青基炭纤维直径的增大，有利于石墨微晶的充分生长和取向，即有利于导热率的提高。因此，高导热沥青基炭纤维的模量高(可达965GPa)、直径大(可达100μm，甚至毫米级)，表现出性脆及难以编织的特点。针对预氧化、炭化、石墨化状态的粘胶基、聚丙烯腈基、各向同性沥青基炭纤维预制体制作方法，针刺成型技术比较成熟，但在高导热沥青基炭纤维复合材料的针刺预制体领域，未见有专利及文献报道。归其原因为高导热沥青基炭纤维直径大、模量高、性脆、易断，难以编织成型所致本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高导热沥青基炭纤维复合材料预制体的制作方法，其特征在于包括以下步骤：(1)先将炭纤维切成短炭纤维，再将短炭纤维梳理成短炭纤维网胎，成为网胎层，网胎层与连续层交替叠层，连续层为高导热连续沥青基炭纤维，连续层与网胎层的重量百分比为：高导热连续沥青基炭纤维60～95％，短炭纤维网胎5～40％；连续层的厚度为0.2～1.0mm，网胎层的厚度为0.05～0.5mm；(2)依据复合材料结构和导热方向要求，将连续层各层间以0°/0°或0°/90°或0°/±60°夹角交错进行铺层；(3)在连续层与网胎层交替叠层的轴向经针刺工艺引入Z向炭纤维，针刺密度控制在10～50针/cm

【技术特征摘要】
1.一种高导热沥青基炭纤维复合材料预制体的制作方法，其特征在于包括以下步骤：(1)先将炭纤维切成短炭纤维，再将短炭纤维梳理成短炭纤维网胎，成为网胎层，网胎层与连续层交替叠层，连续层为高导热连续沥青基炭纤维，连续层与网胎层的重量百分比为：高导热连续沥青基炭纤维60～95％，短炭纤维网胎5～40％；连续层的厚度为0.2～1.0mm，网胎层的厚度为0.05～0.5mm；(2)依据复合材料结构和导热方向要求，将连续层各层间以0°/0°或0°/90°或0°/±60°夹角交错进行铺层；(3)在连续层与网胎层交替叠层的轴向经针刺工艺引入Z向炭纤维，针刺密度控制在10～50针/cm2，制成体积密度为0.25～0.75g/cm3的针刺准三向整体结构预制体毛坯；(4)将上述预制体毛坯进行炭化和石墨化处理，得到高导热沥青基炭纤维复合材料针刺准三向整体结构预制体，密度为0.20～0.70g/cm3。2.根据权利要求1所述的一种高导热沥青基炭纤维复合材料预制体的制作方法，其特征在于：步骤(1)中所述连续层为0.1～12K高导热沥青基无纬单向布或炭布，纤维状态为预氧化或低温炭化状态，纤维直径为5～100μm；所述网胎层为粘胶基或聚丙烯腈...

【专利技术属性】
技术研发人员：李轩科，李保六，黄东，刘洪波，刘金水，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43