一种碳陶耐磨复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳陶耐磨复合材料及其制备方法，采用Ti‑Cu二元合金作为浸渗剂，碳纤维作为增强相，通过反应熔渗法低温制备组织和性能良好的C/C‑TiC‑Cu复合材料，所述复合材料的物相组成为Ti

【技术实现步骤摘要】
一种碳陶耐磨复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种碳陶耐磨复合材料的制备方法，具体指一种以碳纤维为增强相、碳化钛和钛铜合金为基体的陶瓷基复合材料及其制备方法。
技术介绍
碳陶摩擦材料具有密度低、耐高温、高强度、摩擦性能稳定、磨损量小、制动比大和使用寿命长等优点；碳陶复合材料以其优异的摩擦磨损性能常被用来生产制动盘，在高速列车、赛车、高档轿车等紧急制动系统上具有广泛的应用前景，被认为是目前最有发展前途的摩擦制动材料。碳化钛陶瓷熔点高、密度小，硬度高于碳化硅等陶瓷，抗磨损性能优异，在耐磨材料、切削刀具、机械抗磨零件等领域具有广泛的应用前景。铜基粉末冶金材料具有稳定的摩擦因数、优良的耐磨性和耐热性、环境适应性好、对制动盘损伤小等特征，被广泛用于国内外高速列车；在高速制动时，铜基体的软化可有效减少对偶件的损伤，且制动盘表面无划痕、热斑、划伤等现象，性能优异。本专利技术结合碳陶复合材料与铜基粉末冶金材料各自的优点，并克服其各自的不足，通过反应熔渗法采用Ti-Cu二元合金作为浸渗剂，碳纤维作为增强相低温制备一种新型的C/C-TiC-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳陶耐磨复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n（1）C/C多孔体的制备与预处理；/n（2）C/C多孔体的碳纤维表面制备界面保护涂层；/n（3）增密带有界面保护涂层的C/C多孔体得到多孔C/C预制体；/n（4）Ti-Cu二元合金的制备；/n（5）将Ti-Cu二元合金与多孔C/C预制体进行高温熔渗处理，得到C/C-TiC-Cu复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳陶耐磨复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）C/C多孔体的制备与预处理；
（2）C/C多孔体的碳纤维表面制备界面保护涂层；
（3）增密带有界面保护涂层的C/C多孔体得到多孔C/C预制体；
（4）Ti-Cu二元合金的制备；
（5）将Ti-Cu二元合金与多孔C/C预制体进行高温熔渗处理，得到C/C-TiC-Cu复合材料。


2.根据权利要求1所述的一种碳陶耐磨复合材料的制备方法，其特征在于：所述复合材料的物相组成为TixCuy（x、y代表合金的原子比）、TiC、C和少量Cu相，所述复合材料以碳纤维为增强相，TixCuy、TiC和C为基体，含有少量Cu相，碳纤维增强体的体积分数为10%-40%，碳基体的体积分数为10%-20%，TiC基体的体积分数为10%-50%，TixCuy基体体积分数为10%-40%，Cu体积分数为5%-10%。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中C/C多孔体的制备是将碳纤维或碳纤维布制成三维编织结构、二维碳布叠层结构或针刺碳纤维毡体结构；步骤（1）中C/C多孔体的预处理是将C/C多孔体在真空度为5.0×10-2Pa-3Pa，温度为1200-1800℃的条件下热处理2-4h。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中C/C多孔体的碳纤维表面制备界面保护涂层的方法是首先采用化学气相沉积法在碳纤维表面生成一层热解炭或氮化硼界面层，厚度为40-300nm；然后，以TiC14-CH4...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝永刚，王斌，胡永乐，韩坤，沈宏继，华熳煜，张晓瑜，刘洋，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43