一种近零膨胀碳基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术提出一种近零膨胀碳基复合材料的制备方法，选用中间相沥青基碳纤维制成纤维预制体，对预制体进行超高温石墨化处理后在纤维表面制备碳包覆层，采用溶胶‑凝胶工艺引入SiO<subgt;2</subgt;凝胶后通过碳热还原反应生成SiC纳米线，再采用前驱体浸渍‑裂解(PIP)工艺对复合材料进行多轮次致密化，最后通过热等静压(HIP)工艺进一步提高复合材料的致密度，所获碳基复合材料兼具高刚度和近零膨胀特性，可满足空间高稳定性结构材料的应用需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料的制备领域，具体涉及一种近零膨胀碳基复合材料的制备方法。

技术介绍

1、空间遥感技术在地理测绘、资源调查、海洋监视等众多领域发挥着愈发重要的作用。伴随着超高精度的观测需求，空间相机作为空间观测的核心装备，正朝着轻质化、大口径方向发展，其光学部件和支撑结构件等关键部件服役性能成为实现空间相机超远距离和超高精度观测的关键。相比于其他应用环境，空间光机结构件面临的工作环境更为复杂，主要包括温度变化、机械振动、空间辐射以及空间原子氧冲击等。为保证空间相机超高分辨率成像，空间光机结构材料在如此严苛的服役环境下必须保证超高的尺寸与承载稳定性，即要求材料在特定温度范围内兼具高模量(＞150gpa)与近零膨胀(＜5×10-7/k)特性。

2、相比于传统空间近零膨胀结构材料，如合金材料和树脂基复合材料，碳基复合材料具有低膨胀、密度低、可设计性强、物理/化学性质稳定等优势，已成为空间近零膨胀结构材料的首选和热点，通过对材料组成、结构和制备工艺等因素的设计可实现复合材料力/热性能的协同调控。但目前，传统碳基复合材料线膨胀系数仍难以达到应用技术指本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种近零膨胀碳基复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种近零膨胀碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述预制体结构包括二维铺层、铺层缝合、刺缝或细编穿刺中的至少一种，纤维体积分数为20～60％。

3.根据权利要求1所述的一种近零膨胀碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述石墨化处理温度为2300～3200℃，保温时间为0.5～2h。

4.根据权利要求1所述的一种近零膨胀碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中碳源前驱体为糠酮树脂、煤沥青、中间相沥青或酚醛树脂，引入的基体碳体积分数为20...

【技术特征摘要】

1.一种近零膨胀碳基复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种近零膨胀碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述预制体结构包括二维铺层、铺层缝合、刺缝或细编穿刺中的至少一种，纤维体积分数为20～60％。

3.根据权利要求1所述的一种近零膨胀碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述石墨化处理温度为2300～3200℃，保温时间为0.5～2h。

4.根据权利要求1所述的一种近零膨胀碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中碳源前驱体为糠酮树脂、煤沥青、中间相沥青或酚醛树脂，引入的基体碳体积分数为20～60％。

5.根据权利要求1所述的一种近零膨胀碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中最高反应温度为700～1000℃。...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓天，樊桢，李兴超，杨云华，吴天昊，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，
类型：发明
国别省市：