一种耐高温紧固件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温紧固件及其制备方法，先用纤维预制体制备低密度碳碳复合材料，按照设计尺寸对低密度碳碳复合材料机加工紧固件坯体，并从紧固件坯体一端开槽；之后用石墨纸将槽封闭，采用CVD工艺在紧固件外表面沉积碳化硅涂层；再将槽内的石墨纸取出，在槽内加入硅粉、碳粉的混合粉或硅粉、碳粉和锆粉的混合粉进行从内向外的反应熔渗，制得耐高温紧固件。低密度碳碳复合材料机加工易于加工，采用从一端部开槽，从内向外部反应熔渗的方法制备紧固件可以有效的避免工艺对机加工的紧固件的形状、尺寸及精度的影响，避免二次加工的损伤，且缩短了生产时间，降低了生产成本。降低了生产成本。降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温紧固件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及耐高温紧固件
，特别涉及一种耐高温紧固件及其制备方法。

技术介绍

[0002]用于航天飞行器热防护系统结构件连接的螺栓螺母，需具有耐高温、低密度及耐磨性好等特点才能适应航天技术对超高温构件的使用要求。碳/碳复合材料具有耐高温、低密度、高比强、抗磨损等一系列优点，但是高温抗氧化性差，在400℃以上开始氧化。碳/碳化硅复合材料（又称碳陶复合材料）具有比强度高、比模量和断裂韧性高，密度低，抗烧蚀性好等优点，用碳陶复合材料制备耐高温螺栓可更好的适用于航天技术对超高温构件的使用要求。
[0003]专利号CN101265935A陶瓷基复合材料螺栓制备方法，公开了在预制体上沉积热解碳界面层，然后在沉积有热解碳界面层上沉积碳化硅基体制成半成品陶瓷基复合材料板材，在半成品陶瓷基复合材料板材上切割形成螺栓毛坯并攻丝，最后利用浸渍裂解和利用化学气相渗透法得到成品碳/碳化硅复合材料螺栓。在沉积碳化硅基体制成半成品陶瓷基复合材料板材过程中需沉积220~260h，沉积时间较长，生产成本较高，且生成的半成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温紧固件的制备方法，其特征在于：制备方法包括如下步骤：（1）根据紧固件的设计尺寸制备纤维预制体；（2）将步骤（1）所得纤维预制体通过PIP工艺或CVI工艺增密，形成密度为1.2~1.4g/cm3的低密度碳碳复合材料坯体；（3）将步骤（2）所得低密度碳碳复合材料按照紧固件设计尺寸机加工杆部或和头部或和外螺纹或和销孔，形成紧固件坯体；（4）将步骤（3）所得紧固件坯体从一端部开槽；（5）将步骤（4）所得紧固件的槽用石墨纸片塞住将槽封闭，采用CVD工艺在紧固件外表面沉积一层碳化硅涂层；（6）将步骤（5）所得紧固件的槽内的石墨纸取出，在槽内加入耐高温陶瓷先驱体粉末，置于真空高温炉内进行反应熔渗，制得耐高温紧固件。2.根据权利要求1所述的耐高温紧固件的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中制备圆柱状的纤维预制体是将单层碳纤维0
°
无纬布、单层碳纤维网胎布、单层碳纤维90
°
无纬布依次铺好，卷绕成圆柱体后用碳纤维绳固定成纤维预制体。3.根据权利要求1所述的耐高温紧固件的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中PIP工艺具体为：（a）真空吸料：将纤维预制体放入吸料罐中，抽真空，注入树脂作为前驱体浆料，保持0.5~5h后泄压；所述树脂包括呋喃树脂或酚醛树脂；（b）压力浸渍：将真空吸料后的纤维预制体放入浸渍罐内，升温至温度为60~80℃，通入氩气或氮气作为保护气体至压力浸渍罐内压力为2~4MPa，保温1~5h，自然降温至室温，取出；（c）固化：将压力浸渍后的制品放入烘箱中进行固化，以5~10℃/min的升温速率升温至120~250℃，保温2~5h，自然降温至室温，取出；（d）裂解：将固化后的制品放入真空烧结炉中，炉内真空状态的真空度为200Pa以下，以5~10℃/min的升温速率升温至裂解温度900~1200℃，保温2~5h，然后在保护气氛围下自然降温至室温，取出。4.根据权利要求1所述的耐高温紧固件的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中CVI工艺具体为：以5~15L/min的流量通入碳源气体，所述碳源选自甲烷、丙烷、丙烯中一种，沉积温度为800~1300℃，沉积时间为1~50h，沉积压力为1~20kPa。5.根据权利要求1所述的耐高温紧固件的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中CVD工艺具体为：以甲基三氯硅烷为先驱体，以氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClC零四B三五八零，
申请(专利权)人：巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：