一种缠绕成型高强高纯炭/炭复合材料回转体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种缠绕成型高强高纯炭/炭复合材料回转体的制备方法，该方法包括：一、制备芯模；二、使连续炭纤维干纱在芯模表面缠绕成型得干纱预制件；三、将干纱预制件进行化学气相沉积增密形成沉积件；四、重复干纱缠绕工艺和化学气相沉积增密工艺形成炭/炭增密件；五、炭/炭增密件经高温处理得到高温处理件；六、在脱模后的高温处理件表面制备热解炭或碳化硅涂层得到炭/炭复合材料回转体。本发明专利技术采用分次缠绕成型‑化学气相渗透增密的方式，缩短了化学气相渗透增密的气体扩散路径，从而避免了沉积体表面密度增长速度大于内部的现象，提升了炭/炭复合材料回转体层间界面结合强度，提高了产品的质量纯度，应用于光伏、半导体等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种缠绕成型高强高纯炭/炭复合材料回转体的制备方法
本专利技术属于复合材料制备领域，具体涉及一种缠绕成型高强高纯炭/炭复合材料回转体的制备方法。
技术介绍
应用缠绕成型技术制备炭/炭复合材料产品，能保持纤维连续铺设的质量，有利于提高产品的环向拉伸性能。但是，炭/炭复合材料缠绕成型时，往往需要在缠绕及增密过程中引入树脂，一方面热解过程产生的树脂炭与炭纤维结合较弱，因此层间结合强度较弱，在制备及应用过程中容易产生分层、鼓包、掉纱等缺陷，另一方面树脂中含有较多非碳元素，使材料产品难以实现高纯度，因此极大地削弱了缠绕成型炭/炭复合材料的性能并限制了应用范围。文献1【专利CN201510103863.6】涉及一种高强度轻质碳/碳复合材料的制备方法，通过对纤维的预处理和对树脂的混合改性，应用缠绕/卷绕成型工艺所获得的高强度轻质碳/碳复合材料拉伸强度达到800MPa以上，热导率为500-530W/(m·K)，热扩散率为4.4cm2/s。文献2【专利CN201810066865.6】公开了一种缠绕工艺制备碳/碳筒体的方法，制备过程为：按照筒体的尺寸规格本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缠绕成型高强高纯炭/炭复合材料回转体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤一、芯模准备：以耐高温材质为加工原料制备芯模；所述芯模的外表面结构和尺寸均与目标产物炭/炭复合材料回转体的内表面结构和尺寸相似；/n步骤二、干纱缠绕：采用缠绕机使连续炭纤维干纱在步骤一中制得的芯模表面进行缠绕成型；所述缠绕成型的具体过程为：将芯模安装在缠绕机上并在芯模表面铺放脱模层，然后启动缠绕机，通过调节缠绕机中转动电机的转速来控制芯模的旋转速度，通过调节绕丝嘴移动速度和芯模旋转速度来控制连续炭纤维干纱的缠绕角度，再根据调节后的芯模旋转速度与连续炭纤维干纱的缠绕角度，使得连续炭纤维干纱按照预设线型...

【技术特征摘要】
1.一种缠绕成型高强高纯炭/炭复合材料回转体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、芯模准备：以耐高温材质为加工原料制备芯模；所述芯模的外表面结构和尺寸均与目标产物炭/炭复合材料回转体的内表面结构和尺寸相似；
步骤二、干纱缠绕：采用缠绕机使连续炭纤维干纱在步骤一中制得的芯模表面进行缠绕成型；所述缠绕成型的具体过程为：将芯模安装在缠绕机上并在芯模表面铺放脱模层，然后启动缠绕机，通过调节缠绕机中转动电机的转速来控制芯模的旋转速度，通过调节绕丝嘴移动速度和芯模旋转速度来控制连续炭纤维干纱的缠绕角度，再根据调节后的芯模旋转速度与连续炭纤维干纱的缠绕角度，使得连续炭纤维干纱按照预设线型在芯模表面进行缠绕至单次缠绕预设厚度，形成干纱预制件；
步骤三、化学气相沉积增密：将步骤二中形成的干纱预制件连同芯模一起进行化学气相沉积增密处理，形成沉积件；
步骤四、炭/炭增密件制备：将步骤三中形成的沉积件的外表面清理后连同芯模安装在缠绕机上，然后依次按照步骤二中的干纱缠绕工艺和步骤三中的化学气相沉积增密工艺进行重复，形成炭/炭增密件；
步骤五、高温处理：对步骤四中形成的炭/炭增密件进行高温处理，得到高温处理件；
步骤六、表面处理：将步骤五中得到的高温处理件脱模并进行内外表面打磨清理，然后采用化学气相沉积工艺在经打磨清理后的内外表面上制备热解炭或碳化硅涂层，得到炭/炭复合材料回转体；所述炭/炭复合材料回转体的密度为1.40g/cm3～1.50g/cm3，灰分含量为300ppm～500ppm，层间结合强度为15MPa～25MPa，环向拉伸强度为120MPa～180MPa。


2.根据权利要求1所述的一种缠绕成型高强高纯炭/炭复合材料回转体的制备方法，其特征在于，步骤一中所述耐高温材质为石墨。


3.根据权利要求1所述的一种缠绕成型高强高纯炭/炭复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵松，程皓，宁星华，张灵玉，党瑞萍，彭志刚，张永辉，代丽娜，王旭鹏，姚成君，
申请(专利权)人：西安超码科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61