热压法制碳/碳复合材料制造技术

一种成形复合材料的方法，包括：　　　　合并一种包括含碳纤维的增强材料与一种可碳化基质材料从而形成一种混合物；　　　　将该混合物加热到足以使至少一部分基质材料熔融的温度；加热步骤包括：　　　　对混合物施加电流以便在混合物内部产生热；并　　　　在加热该混合物的同时，对混合物施加至少３５ｋｇ／ｃｍ↑［２］的压力从而形成一种压缩的复合材料；　　　　提高压缩复合材料的密度：其方法是将一种可碳化材料引入到压缩复合材料中的空洞中，随后烘烤该压缩复合材料以达到至少约１．３０ｇ／ｃｍ↑［３］的密度；以及　　　　用一种处理组分浸渍该密度至少约１．３０ｇ／ｃｍ↑［３］的压缩复合材料。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热压法制碳/碳复合材料
[0001]本申请涉及一种成形具有一种处理组分的碳/碳复合材料的方法，该材料适合用作高温场合摩擦-承载和结构材料。它尤其可用于通过碳纤维/粘结剂混合物在施加压缩力条件下的电阻加热所成形的复合材料，在下文中将具体结合此种场合加以描述。要知道，该方法可用于凡是要求压力和温度组合效应的其它领域。
技术介绍
[0002]碳/碳复合材料包括由纤维增强剂和由热塑性粘结剂如沥青，或热固性树脂如酚醛树脂衍生的碳基质成形的那些结构，其中纤维增强剂本身也主要由碳组成。此种材料对于那些注重高温摩擦性能和高强度/重量比的领域很有用。例如，碳/碳复合材料已知能有效提供隔热层和摩擦承载零部件，特别是在飞机、航天器和高性能陆地机动车辆中。它们往往表现出良好温度稳定性(常常高达约3000℃或更高)、高温摩擦性能(典型摩擦系数，在500～600℃以上，介于0.4～0.5)、高耐热冲击的能力，部分地由于其低热膨胀行为和重量轻的缘故。由某些类型碳纤维成形的热绝缘材料表现出优异耐热流能力，即使在高温下。[0003]一种成形碳/碳复合材料的常用方法首先重叠地铺置机织纤维织物或者压制一种由沥青(例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种成形复合材料的方法，包括：合并一种包括含碳纤维的增强材料与一种可碳化基质材料从而形成一种混合物；将该混合物加热到足以使至少一部分基质材料熔融的温度；加热步骤包括：对混合物施加电流以便在混合物内部产生热；并在加热该混合物的同时，对混合物施加至少35kg/cm2的压力从而形成一种压缩的复合材料；提高压缩复合材料的密度：其方法是将一种可碳化材料引入到压缩复合材料中的空洞中，随后烘烤该压缩复合材料以达到至少约1.30g/cm3的密度；以及用一种处理组分浸渍该密度至少约1.30g/cm3的压缩复合材料。2.权利要求1的方法，还包括：在所述浸渍之前，令密度至少约1.30g/cm3的压缩复合材料在惰性气氛中石墨化至至少2000℃的最终温度。3.权利要求1的方法，其中所述处理组分包含金属、热固化树脂及其组合中的至少一种。4.权利要求3的方法，其中所述减少包含铝、铜、硼及其组合中的至少一种。5.权利要求3的方法，其中所述热固性树脂包含酚醛树脂、呋喃衍生的树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、氰酸酯及其组合。6.权利要求5的方法，还包含固化所述热固性树脂。7.权利要求1的方法，其中所述密度至少约1.45g/cm3的压缩的复合材料包含至少一种摩擦添加剂。8.权利要求1的方法，其中所述浸渍包括对所述密度至少约1.45g/cm3的压缩复合材料抽真空。9.权利要求1的方法，其中所述处理组分包含热固性树脂。10.权利要求1的方法，还包括热处理所述密度至少约1.45g/cm3的压缩复合材料至高于所述复合材料最高使用温度的温度。11.一种车辆摩擦制动总成，包含：具有至少一个随着车轮旋转的铸铁表面的摩擦元件；以及一种制动元件，具有一个表面，它被对准以便可动地接合所述摩擦元件的所述铸铁表面，其中所述制动元件的至少所述表面包含用处理组分浸渍的碳/碳复合材料。12.权利要求11的车辆摩擦制动总成，其中所述表面还包含摩擦添加剂。13.权利要求12的车辆摩擦制动总成，其中所述摩擦添加剂的浓度沿着所述表面的厚度到处基本均一。14.权利要求11的车辆摩擦制动总成，其中所述处理组分包含金属、热固性材料及其组合的至少一种。15.权利要求11的车辆摩擦制动总成，其中所述摩擦元件包含刹车鼓或刹车盘。16.权利要求11的车辆摩擦制动总成，其中所述制动元件包含刹车垫。17.权利要求11的车辆摩擦制动总成，其中所述处理组分包含热固性材料。18.一种制造车辆摩擦制动总成的方法，包括：将包含铸铁表面的摩擦元件可旋转地安装到车辆上；以及对准制动元件以便可动地接合所述摩擦元件，所述制动元件包含由碳/碳复合材料和处理组分构成的表面，所述制动元件的所述表面被对准以便接合所述铸铁表面。19.权利要求18的方法，其中所述处理组分包含热固性材料、金属、金属合金及其组合中的至少一种。20.权利要求18的方法，其中所述复合材料还包含摩擦添加剂。21.一种成形复合材料的方法，包括：合并含碳纤维、可碳化基质材料和摩擦添加剂以形成混合物；将该混合物加热至足以使至少一部分基质材料熔融的温度，加热步骤包括：对混合物施加电流以便在混合物内部产生热；并在加热该混合物的同时，对混合物施加至少35kg/cm2的压力从而形成一种压缩的复合材料。22.权利要求21的方法，其中所述添加剂包含碳化硅、二氧化硅及其组合至少之一的颗粒。23.权利要求21的方法，其中所述添加剂包含硅、硼、钛、钼、钒、铬、铪、锆、钨及其组合的氧化物或碳化物中的至少一种。24.权利要求21的方法，其中所述添加剂包含碳化物、氧化物、各向同性焦炭及其组合至少之一。25.权利要求24的方法，其中所述添加剂包含所述氧化物，并且还包括热处理所述压缩的复合材料至足够的温度持续足够长时间以便将...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·黄，R·T·路易斯，I·C·路易斯，D·斯奈德，
申请(专利权)人：尤卡碳工业有限公司，
类型：发明
国别省市：