一种石英纤维/炭纤维增强炭基复合材料保温桶及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种石英纤维/炭纤维增强炭基复合材料保温桶及其制备方法，属于单晶硅炉及炭基复合材料制备技术领域。该保温桶由保温桶预制件经固化定型、化学气相沉积增密、高温石墨化制备而成。保温桶预制件的中间层为炭纤维，内外表面层为石英纤维组成，分别采用炭纤维平纹布或斜纹布或无纬布加短炭纤维网胎交替叠层针刺或石英纤维无纬布+短石英纤维网胎交替叠层针刺而成。所得石英纤维/炭纤维增强炭基复合材料保温桶强度高，内外表面由石英纤维+碳化硅界面层+基体炭组成，可以有效降低或避免保温桶内外表面层与硅蒸气反应，能提高保温桶的使用寿命30％以上，适合高效单晶炉保温桶的批量生产。桶的批量生产。桶的批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种石英纤维/炭纤维增强炭基复合材料保温桶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及单晶硅炉及炭基复合材料制备
，具体涉及一种石英纤维/炭纤维增强炭基复合材料保温桶及其制备方法。

技术介绍

[0002]炭/炭复合材料是一种炭纤维增强炭基体复合材料，具有密度低、比强度高、耐高温、热膨胀系数小、尺寸稳定性好、结构可设计性强、耐腐蚀等优异性能而广泛应用于军工和民用领域，特别是随着技术进步、制造成本降低，在制造大规格产品和结构可设计性强等方面的优势，近些年炭/炭复合材料在大型单晶硅炉的热场部件上的应用非常广泛，其中，炭/炭复合材料保温桶是单晶炉热场系统的关键部件之一。
[0003]在单晶硅拉制时，热场部件处于硅蒸气和惰性气体的混合气氛中，硅蒸气会在热场部件表面沉积并部分与炭/炭复合材料或石墨材料表面反应生成碳化硅或者渗透到表面一定深度的孔隙中与炭反应生成碳化硅，由于碳化硅与炭/炭或石墨的热膨胀系数不匹配，容易脱落和粉化，从而影响热场部件的进一步使用，进而影响热场部件的使用寿命。
[0004]因此，为了从根本上解决炭/炭复合材料保温桶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石英纤维/炭纤维增强炭基复合材料保温桶预制件，其特征在于，包括：中间层(1)、内表面层(2)和外表面层(3)；由面密度200～600g/m2的石英纤维无纬布或平纹布或斜纹布和面密度为30～120g/m2短石英纤维网胎交替叠层针刺成内表面层(2)，其表观体积密度为0.3～0.6g/cm3；在所述内表面层(2)的外表面上交替叠层面密度为280～600g/m2的炭纤维平纹布或无纬布或斜纹布和面密度为80～120g/m2的短纤维网胎层，针刺成整体，得到表观体积密度为0.2～0.8g/cm3的中间层(1)；在中间层(1)表面交替叠层面密度200～600g/m2的石英纤维无纬布和/或面密度为30～120g/m2短石英纤维网胎，针刺成整体，形成外表面层(3)，表观体积密度为0.2～0.8g/cm3，得到表观体积密度为0.3～0.8g/cm3的保温桶预制件。2.根据权利要求1所述的一种石英纤维/炭纤维增强炭基复合材料保温桶预制件，其特征在于，所述内表面层(2)的厚度为3～10mm；所述石英纤维无纬布或平纹布或斜纹布和所述短石英纤维网胎的重量比为6∶4～9∶1。3.根据权利要求1所述的一种石英纤维/炭纤维增强炭基复合材料保温桶预制件，其特征在于，所述中间层(1)的厚度为6～15mm；其中炭纤维平纹布或斜纹布与短纤维网胎层的重量比为9∶1～4∶6。4.根据权利要求1所述的一种石英纤维/炭纤维增强炭基复合材料保温桶预制件，其特征在于，所述外表面层(3)的厚度为1～6mm；所述外表面层(3)中短石英纤维网胎的重量百分比为40％
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100％。5.一种石英纤维/炭纤维增强炭基复合材料保温桶，其特征在于，由权利要求1
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4任一项所述的一种石英纤维/炭纤维增强炭基复合材料保温桶预制件经固化定型、化学气相沉积增密、高温石墨化制备而成。6.权利要求5所述的一种石英纤维/炭纤维增强炭基复合材料保温桶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、预制件的制备：按重量比将面密度200～600g/m2的石英纤维无纬布或平纹布或斜纹布和面密度为30～120g/m2短石英纤维网胎交替叠层针刺成内表面层(2)，其表观体积密度为0.3～0.6g/cm3；在所述内表面层(2)的外表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈腾飞，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：