專利名稱：環(huán)狀纖維預(yù)制件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及摩擦材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種纖維預(yù)制件，如飛機(jī)碳/碳剎車盤用環(huán)狀纖維預(yù)制件，也可以用于高速列車、高級(jí)汽車等摩擦材料預(yù)制件。
背景技術(shù)：
剎車盤，現(xiàn)有技術(shù)一般采用由碳基體和預(yù)氧化纖維增強(qiáng)或碳纖維增強(qiáng)復(fù)合制備，相比于以前的粉末冶金材料制備的剎車盤，具有機(jī)械性能好、熱庫(kù)性能強(qiáng)、摩擦性能優(yōu)異、產(chǎn)品可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)復(fù)合材料剎車盤首要是制備出結(jié)構(gòu)性能優(yōu)異且易于后期基體增密的環(huán)形纖維預(yù)制件。現(xiàn)有技 術(shù)公開了一種通過(guò)圓式針刺臺(tái)針刺疊置環(huán)形層獲得的環(huán)狀纖維預(yù)制件，其中環(huán)形層是由無(wú)緯織物上切割長(zhǎng)纖維呈徑向及切線方向分布的兩種扇形單元交錯(cuò)拼接成(US5323523，US5705264, US4955123)，該方法材料損失比從完整的方形或圓形件上進(jìn)行切割要少，但其提供的切割方式帶來(lái)的損耗仍然不可忽視。以上發(fā)明中兩種類型扇形部分交錯(cuò)疊置，面內(nèi)和層間均勻一致性差，且當(dāng)扇形單元拼接數(shù)量為奇數(shù)時(shí)，預(yù)制體平面內(nèi)勢(shì)必出現(xiàn)不均勻的兩種纖維連接結(jié)構(gòu)，破壞預(yù)制件的整體一致性，最終影響摩擦材料的穩(wěn)定性；同時(shí)，制動(dòng)力切線方向長(zhǎng)纖維含量少而不均勻，經(jīng)C/C復(fù)合后摩擦材料的耐磨損及抗振性差；還可以明顯看出，發(fā)明中扇形單元采用搭接的方式，該方案易造成面內(nèi)和層間的不均勻，搭接處相較之下密實(shí)且層厚，堵塞了后期碳基體沉積通道，加大了復(fù)合工藝控制難度，使復(fù)合后摩擦材料內(nèi)部存在明顯的性能差異，工作穩(wěn)定性差，且單層扇形單元數(shù)量越多，預(yù)制件厚度越大，差異越明顯越突出，整體結(jié)構(gòu)及性能越難控制。已報(bào)道的另一種常見制備方法是由纖維織物疊合經(jīng)針刺連接后裁切成環(huán)狀纖維預(yù)制件(美國(guó)專利US5869411、中國(guó)專利96121709、95191073及CN02138191.7)，但上述方法成型的環(huán)狀纖維預(yù)制件均需按照使用形狀和尺寸去除材料，這使得原材料的有效利用率僅為30%-55%，造成材料的嚴(yán)重浪費(fèi)；且碳纖維采用0° /90°纖維疊置，在制動(dòng)力切線方向轉(zhuǎn)動(dòng)面上長(zhǎng)纖維量相對(duì)較少，影響產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性。另夕卜，采用預(yù)氧化纖維制備環(huán)形纖維預(yù)制件是目前公開的、較成熟工藝(CN101575766、CN1945048、CN101503844、CN02138191.7)，其優(yōu)勢(shì)在于其紡織操作性強(qiáng)，制成短纖維薄氈與長(zhǎng)纖維織物交替鋪層針刺獲得一定預(yù)期特征的預(yù)制件。然而，該技術(shù)有一些缺點(diǎn)。首先，以上方法也需去除材料獲得環(huán)狀纖維預(yù)制件，材料利用率低；其次，預(yù)氧化纖維需施加張力碳化才能獲得較好的強(qiáng)度，但與碳纖維的力學(xué)特征相比顯著降低并顯示出更廣泛的分散作用，且預(yù)氧化纖維預(yù)制件碳化變形較大，與碳纖維組合使用時(shí)，由于兩者具有不同的熱膨脹系數(shù)使得后續(xù)高溫碳化過(guò)程造成內(nèi)應(yīng)力分布不均勻，增加了工藝控制難度，影響材料的使用性能。上述不足仍有值得改進(jìn)的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種環(huán)狀纖維預(yù)制件，該預(yù)制件整體均勻性好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有纖維含量高、力學(xué)性能優(yōu)異、原材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)C/C復(fù)合后復(fù)合材料的摩擦性能提高，綜合性能優(yōu)良。還提出了上述環(huán)狀纖維預(yù)制件的制備方法，有效消除了扇形拼接纖維織物后期針刺變形錯(cuò)位的現(xiàn)象，克服了扇形纖維織物搭接方式引起的經(jīng)C/C復(fù)合后摩擦材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差的不足，提高了預(yù)制件面內(nèi)及層間的均勻一致性，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、性能優(yōu)良。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明第一目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:一種環(huán)狀纖維預(yù)制件，該預(yù)制件是由環(huán)狀單元疊置針刺成型的準(zhǔn)三維立體織物，環(huán)狀單元為由環(huán)狀的纖維織物與環(huán)狀的纖維網(wǎng)胎經(jīng)預(yù)針刺定型的環(huán)狀復(fù)合織物，或?yàn)樵摥h(huán)狀復(fù)合織物與環(huán)狀的纖維網(wǎng)胎疊置針刺構(gòu)成環(huán)狀物；環(huán)狀纖維網(wǎng)胎由短切纖維薄氈或短切預(yù)氧化纖維薄氈制成。進(jìn)一步地，環(huán)狀纖維織物由2 6個(gè)相同扇形的纖維織物拼接構(gòu)成。進(jìn)一步地，環(huán)狀復(fù)合織物中長(zhǎng)纖維含量為50% 90%。進(jìn)一步地，纖維織物的面密度為120 450g/m2，纖維規(guī)格為50K、48K、24K、12K、6Κ、3Κ、1Κ。進(jìn)一步地，短切碳纖維薄氈或短切預(yù)氧化纖維薄氈的面密度為20 300g/m2，纖維規(guī)格為 320K、50K、48K、24K、12K。進(jìn)一步地,該環(huán)狀纖維預(yù) 制件層間密度為10 18層/cm,長(zhǎng)纖維含量為45 85%。進(jìn)一步地，該預(yù)制件體積密度為0.35 0.70g/cm3。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明第二目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:采用預(yù)針刺定型的針刺成型工藝，將環(huán)狀的纖維織物與環(huán)狀的纖維網(wǎng)胎預(yù)針刺固定連結(jié)成環(huán)狀復(fù)合織物，然后由環(huán)狀復(fù)合織物或其與環(huán)狀網(wǎng)胎疊置針刺構(gòu)成環(huán)狀單元，由環(huán)狀單元疊置針刺成型準(zhǔn)三維立體織物，即環(huán)狀纖維預(yù)制件。進(jìn)一步地，該制備方法的具體步驟包括:
(1)將纖維織物裁剪為扇形，并拼接成環(huán)狀的纖維織物；
(2)步驟(I)環(huán)狀的纖維織物與環(huán)狀的纖維網(wǎng)胎預(yù)針刺定型，獲得環(huán)狀復(fù)合織物，針刺密度為2 6針/cm2 ;或?qū)⒃摥h(huán)狀復(fù)合織物與環(huán)狀的纖維網(wǎng)胎疊置針刺構(gòu)成環(huán)狀物；
(3)步驟(2)的環(huán)形復(fù)合織物或環(huán)狀物進(jìn)行疊置，旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開拼接縫；并經(jīng)針刺工藝在疊置層之間引入Z向纖維，針刺密度為15 35針/cm2 ;即得到環(huán)狀纖維預(yù)制件。該制備方法采用預(yù)針刺定型的針刺成型工藝，將扇形纖維織物拼接的環(huán)狀纖維織物與環(huán)狀纖維網(wǎng)胎預(yù)針刺固定連結(jié)成環(huán)狀復(fù)合織物，后進(jìn)行環(huán)狀單元的針刺成型，實(shí)現(xiàn)所述的環(huán)狀纖維預(yù)制件的制備，具體制備步驟包括:
(I)幅寬設(shè)計(jì)，其作用是滿足產(chǎn)品尺寸的要求，在一定的裁切方案下減少周邊材料的損耗及有效控制尾料的利用率。根據(jù)產(chǎn)品尺寸和扇形纖維織物裁剪角度要求設(shè)計(jì)纖維織物及網(wǎng)胎的幅寬，控制距裁剪邊緣的材料余量在IOmm以內(nèi)。(2)纖維織物與網(wǎng)胎制備，根據(jù)產(chǎn)品性能及結(jié)構(gòu)要求選擇一定規(guī)格的纖維材料制備所需面密度的纖維織物及網(wǎng)胎。(3)扇形裁剪，其作用與現(xiàn)有技術(shù)相同，根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格及結(jié)構(gòu)性能要求設(shè)計(jì)扇形纖維織物的尺寸和數(shù)量，由設(shè)定的裁剪方案獲得扇形纖維織物。例如制作Φ500πιπιΧ Φ 300mm的環(huán)狀纖維預(yù)制件，如圖4所示a、b、c三種不同方式進(jìn)行裁剪，原材料利用率分別為40%-55%、50%-65%、60%-75%。實(shí)踐表明扇形角度越小、批次生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量越多，原材料利用率越高。該方法簡(jiǎn)單易操作，控制容易，適于自動(dòng)化制備，可以避免方形件或圓形件裁切成環(huán)形件造成的大量材料損失。另外，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及性能的設(shè)計(jì)要求，保留足夠多的一定軌跡分布的連續(xù)長(zhǎng)纖維含量，可按圖5所示進(jìn)行扇形裁剪，其扇形中軸線與纖維織物經(jīng)向夾角N可以為0°或90°或兩者之間任意值。(4)預(yù)針刺定型，由扇形纖維織物拼接成圓環(huán)狀，與環(huán)狀網(wǎng)胎預(yù)針刺定型獲得環(huán)狀復(fù)合織物，針刺密度為2-6針/cm2。該方法消除了扇形拼接的環(huán)狀纖維織物在后針刺過(guò)程中引起的變形及錯(cuò)位現(xiàn)象，且預(yù)針刺實(shí)現(xiàn)了平面多片扇形纖維織物間及與環(huán)狀纖維網(wǎng)胎的固定與連接，同時(shí)采用同種扇形纖維織物拼成圓環(huán)狀，均有效提高了預(yù)制件面內(nèi)及層間的均勻一致性，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，復(fù)合后摩擦材料結(jié)構(gòu)功能穩(wěn)定好。(5)旋轉(zhuǎn)疊置，環(huán)形復(fù)合織物的疊置按設(shè)計(jì)角度旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開拼接縫，如圖6所示；同時(shí)，環(huán)狀單元由扇形拼接的環(huán)形纖維網(wǎng)胎與環(huán)狀復(fù)合織物構(gòu)成時(shí)，疊置相鄰層扇形拼接縫錯(cuò)開；以上方法可以消除拼接縫重疊對(duì)預(yù)制件力學(xué)性能的影響，同時(shí)增強(qiáng)預(yù)制件材料的各向同性，滿足制動(dòng)器抗震性的要求。

(6)針刺成型，經(jīng)針刺工藝引入Z向纖維，實(shí)現(xiàn)多層環(huán)狀單元間的連接，針刺密度為15-35針/cm2。試驗(yàn)表明圓式針刺臺(tái)裝置復(fù)雜，技術(shù)難度大，易造成多次多處重復(fù)針刺，影響材料性能；而采用大規(guī)格平面針刺可以實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，自動(dòng)化程度高；同時(shí)通過(guò)旋轉(zhuǎn)預(yù)制件，改變刺針排布 方式，可以避免同一部分重復(fù)針刺造成的性能二次衰減，實(shí)現(xiàn)Z向纖維分布的均勻性，增強(qiáng)預(yù)制件材料的各向同性，材料整體一致性好。(7)可重復(fù)所述步驟(5)和(6)，即獲得本發(fā)明所述的環(huán)狀纖維預(yù)制件，成型環(huán)狀纖維預(yù)制件經(jīng)C/C復(fù)合后可按照設(shè)計(jì)要求將其加工成所需形狀和尺寸。眾所周知，預(yù)制件材料的各向同性的好壞決定了材料的結(jié)構(gòu)可靠性和性能穩(wěn)定性，于是為了合理客觀表征預(yù)制件的性能，性能測(cè)試樣件的選取和準(zhǔn)備顯得至關(guān)重要。本發(fā)明中涉及的預(yù)制件力學(xué)性能主要包括面內(nèi)拉伸性能和層間抗拉抗剪性能，面內(nèi)拉伸性能主要包括軸徑向方向和制動(dòng)力平面切線方向，其中層間結(jié)合強(qiáng)度可以通過(guò)不同部位Z向纖維的連接強(qiáng)度表征，層間抗剪切性能可以通過(guò)T型剝離強(qiáng)度表征，這里如圖7所示制備測(cè)試樣件，為后期復(fù)合材料的整體性能提供參照作用。本發(fā)明采用包含環(huán)狀復(fù)合織物的環(huán)狀單元疊置針刺獲得厚度和體積密度預(yù)期要求的預(yù)制件。環(huán)狀復(fù)合織物由同種扇形纖維織物與環(huán)狀纖維網(wǎng)胎經(jīng)預(yù)針刺定型，通過(guò)低密度針刺實(shí)現(xiàn)扇形拼接的環(huán)狀纖維織物與環(huán)狀纖維網(wǎng)胎的復(fù)合，該方法纖維損傷小，有效地將單層相鄰扇形纖維織物進(jìn)行固定和連結(jié)，消除了扇形拼接纖維織物后期針刺變形及錯(cuò)位的現(xiàn)象，克服了搭接方式帶來(lái)復(fù)合后摩擦材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差的不足，提高了面內(nèi)和層間的均勻性；單層環(huán)狀纖維織物由同種扇形纖維織物構(gòu)成，進(jìn)一步提高了預(yù)制件整體的均勻性；另外，環(huán)狀復(fù)合織物旋轉(zhuǎn)疊置錯(cuò)開拼接縫，制備過(guò)程均采用相同材料為原材料，均提高了預(yù)制件的各向同性，與傳統(tǒng)0° /90°鋪層結(jié)構(gòu)相比，纖維抱合力強(qiáng)，確保了面內(nèi)纖維的力學(xué)特征良好；同時(shí)扇形裁剪拼接環(huán)形有效減少了從完整的圓形件或方形件上進(jìn)行切割造成的材料損失，該方法可以提高制動(dòng)力切線方向轉(zhuǎn)動(dòng)面上長(zhǎng)纖維的含量，確保C/C復(fù)合后復(fù)合材料的耐摩擦性能好。綜合來(lái)講，該預(yù)制件結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，性能優(yōu)異、纖維含量高，原材料利用率高，預(yù)制件經(jīng)C/C復(fù)合后復(fù)合材料的摩擦性能提高，綜合性能好。該預(yù)制件層間密度為10-18層/Cm，長(zhǎng)纖維含量為45-85%，體積密度為0.35-0.70 g/cm3,原材料利用率為55%-75%。本發(fā)明可應(yīng)用于飛機(jī)剎車盤復(fù)合材料預(yù)制件，也可用于高速列車和高級(jí)汽車剎車系統(tǒng)中摩擦材料預(yù)制件。


圖1為環(huán)狀復(fù)合織物結(jié)構(gòu)示意圖，I為環(huán)狀纖維網(wǎng)胎，2為表示環(huán)狀纖維織物；
圖2為環(huán)狀纖維織物示意圖，3為扇形纖維織物；
圖3為環(huán)狀纖維預(yù)制件結(jié)構(gòu)示意圖，4為環(huán)狀復(fù)合織物，5為環(huán)狀單元；
圖4為扇形纖維織物裁剪示意圖，a、b、c三種不同裁剪方案，6為纖維織物；
圖5為扇形纖維織物裁剪角度示意圖，N扇形纖維織物中軸線與纖維織物經(jīng)向夾角；
圖6為環(huán)狀復(fù)合織物錯(cuò)開拼接縫示意圖，a為三片扇形拼接成環(huán)，b為五片扇形拼接成環(huán)，c為六片扇形拼接成環(huán)，α設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度；
圖7為環(huán)狀纖維預(yù)制件性能測(cè)試取樣示意圖，XY為制動(dòng)力切線方向拉伸測(cè)試，T為T型剝離性能測(cè)試，Z為層間結(jié)合強(qiáng)度，a五片拼接疊置旋轉(zhuǎn)角度為14°，b六片拼接疊置旋轉(zhuǎn)角度為15°。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明的保 護(hù)范圍有任何的限制作用。實(shí)施例1
由48K預(yù)氧化纖維制備預(yù)氧化纖維平紋織物及短切預(yù)氧化纖維網(wǎng)胎，其面密度分別為420g/m2、90g/m2 ;設(shè)計(jì)扇形纖維織物尺寸為Φ470ι πιΧ Φ 180mm (扇形角度為120° ),按圖4(b)所示裁剪方案獲得；拼接3片扇形纖維織物成圓環(huán)狀，短切預(yù)氧化纖維網(wǎng)胎直接裁剪成圓環(huán)狀，經(jīng)5針/cm2的針刺密度定型環(huán)狀復(fù)合織物；環(huán)狀復(fù)合織物交替疊置以25針/cm2的針刺密度進(jìn)行針刺；按圖6 (a)所示旋轉(zhuǎn)疊置環(huán)狀復(fù)合織物，每八層環(huán)狀單元為一個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，設(shè)定拼接縫夾角為15° ;最終獲得尺寸為Φ 450mmX Φ 200mmX 22mm的環(huán)狀預(yù)氧化纖維預(yù)制件，其層間密度為12.7層/cm，長(zhǎng)纖維含量為82%，體積密度為0.65g/cm3，原材料利用率為58%。實(shí)施例2
由12K聚丙烯腈基碳纖維制成短切碳纖維網(wǎng)胎和無(wú)緯織物，其面密度分別為40g/m2，280g/m2 ;設(shè)計(jì)扇形纖維織物的尺寸為Φ520ι πιΧ Φ 170mm(扇形角度為72° ),按圖4(a)所示裁剪方案獲得；拼接5片扇形纖維織物成圓環(huán)狀，短切碳纖維網(wǎng)胎直接裁剪成圓環(huán)狀，經(jīng)3針/cm2的針刺密度定型環(huán)狀復(fù)合織物；環(huán)狀復(fù)合織物及環(huán)狀纖維網(wǎng)胎交替疊置組成環(huán)狀單元，以30針/cm2的針刺密度進(jìn)行針刺；按圖6(b)所示疊置環(huán)狀復(fù)合織物，每五層環(huán)狀單元為一個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，設(shè)定拼接縫夾角為14° ;最終獲得尺寸為Φ500_Χ Φ190_Χ24_的環(huán)狀碳纖維預(yù)制件，其層間密度為14.3層/cm，長(zhǎng)纖維含量為78%，體積密度為0.53g/cm3，原材料利用率為62% ;按圖7 Ca)所示取樣測(cè)試，該預(yù)制件制動(dòng)力切線平面拉伸強(qiáng)度均值為3.12MPa，T型剝離強(qiáng)度均值為0.818KN/m, Z向連接強(qiáng)度均值為0.087MPa。實(shí)施例3
分別采用50K和24K的聚丙烯腈基碳纖維為原料制備成無(wú)緯織物和短切纖維網(wǎng)胎，其面密度分別為180g/m2、90g/m2 ;設(shè)計(jì)扇形纖維織物的尺寸為Φ540πιπιΧ Φ80mm(扇形角度為60° )，按圖4 (c)所示裁剪方案獲得扇形纖維織物及扇形網(wǎng)胎；分別拼接6片扇形組成圓環(huán)狀，環(huán)形纖維織物與環(huán)狀纖維網(wǎng)胎拼接縫錯(cuò)開30°疊置，經(jīng)2針/cm2的針刺密度成型環(huán)狀復(fù)合織物；交錯(cuò)旋轉(zhuǎn)疊置環(huán)狀復(fù)合織物，以25針/cm2的針刺密度進(jìn)行針刺；按圖6(c)所示疊置環(huán)狀復(fù)合織物，每四層環(huán)狀復(fù)合織物為一個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，設(shè)定拼接縫夾角為15° ;最終獲得尺寸為Φ520ι πιΧ Φ IOOmmX 35mm的環(huán)狀碳纖維預(yù)制件,其層間密度為17.7層/cm，長(zhǎng)纖維含量為67%，體積密度為0.48g/cm3，原材料利用率為70% ;按圖7 (b)所示取樣測(cè)試，該預(yù)制件制動(dòng)力切線平面拉伸強(qiáng)度均值為2.84MPa，T型剝離強(qiáng)度均值為0.832KN/m, Z向連接強(qiáng)度均值為0.088MPa。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)狀纖維預(yù)制件，該預(yù)制件是由環(huán)狀單元疊置針刺成型的準(zhǔn)三維立體織物，其特征在于:環(huán)狀單元為由環(huán)狀的纖維織物與環(huán)狀的纖維網(wǎng)胎經(jīng)預(yù)針刺定型的環(huán)狀復(fù)合織物，或?yàn)樵摥h(huán)狀復(fù)合織物與環(huán)狀的纖維網(wǎng)胎疊置針刺構(gòu)成環(huán)狀物；環(huán)狀纖維網(wǎng)胎由短切纖維薄氈或短切預(yù)氧化纖維薄氈制成。
2.如權(quán)利要求1所述環(huán)狀纖維預(yù)制件，其特征在于:環(huán)狀纖維織物由2 6個(gè)相同扇形的纖維織物拼接構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述環(huán)狀纖維預(yù)制件，其特征在于:環(huán)狀復(fù)合織物中長(zhǎng)纖維含量為50% 90%。
4.如權(quán)利要求1或2所述環(huán)狀纖維預(yù)制件，其特征在于:纖維織物的面密度為120 450g/m2，纖維規(guī)格為 50K、48K、24K、12K、6K、3K、1K。
5.如權(quán)利要求1所述環(huán)狀纖維預(yù)制件，其特征在于:短切碳纖維薄氈或短切預(yù)氧化纖維薄氈的面密度為20 300g/m2，纖維規(guī)格為320K、50K、48K、24K、12K。
6.如權(quán)利要求1所述環(huán)狀纖維預(yù)制件，其特征在于:該環(huán)狀纖維預(yù)制件層間密度為10 18層/cm，長(zhǎng)纖維含量為45 85%。
7.如權(quán)利 要求1所述環(huán)狀纖維預(yù)制件，其特征在于:該預(yù)制件體積密度為0.35 0.70g/cm3。
8.—種權(quán)利要求1所述環(huán)狀纖維預(yù)制件的制備方法，該制備方法采用預(yù)針刺定型的針刺成型工藝，將環(huán)狀的纖維織物與環(huán)狀的纖維網(wǎng)胎預(yù)針刺固定連結(jié)成環(huán)狀復(fù)合織物，然后由環(huán)狀復(fù)合織物或其與環(huán)狀網(wǎng)胎疊置針刺構(gòu)成環(huán)狀單元，由環(huán)狀單元疊置針刺成型準(zhǔn)三維立體織物，即環(huán)狀纖維預(yù)制件。
9.如權(quán)利要求8所述制備方法，其特征在于:該制備方法的具體步驟包括: (1)將纖維織物裁剪為扇形，并拼接成環(huán)狀的纖維織物； (2)步驟(I)環(huán)狀的纖維織物與環(huán)狀的纖維網(wǎng)胎預(yù)針刺定型，獲得環(huán)狀復(fù)合織物，針刺密度為2 6針/cm2 ;或?qū)⒃摥h(huán)狀復(fù)合織物與環(huán)狀的纖維網(wǎng)胎疊置針刺構(gòu)成環(huán)狀物； (3)步驟(2)的環(huán)形復(fù)合織物或環(huán)狀物進(jìn)行疊置，旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開拼接縫；并經(jīng)針刺工藝在疊置層之間引入Z向纖維，針刺密度為15 35針/cm2 ;即得到環(huán)狀纖維預(yù)制件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)狀纖維預(yù)制件及其制備方法。該預(yù)制件由包含環(huán)狀復(fù)合織物的環(huán)狀單元疊置針刺成型，且環(huán)狀復(fù)合織物由同種扇形纖維織物與環(huán)狀纖維網(wǎng)胎經(jīng)預(yù)針刺定型。該預(yù)制件制備方法將扇形纖維織物拼接的環(huán)狀纖維織物與環(huán)狀纖維網(wǎng)胎預(yù)針刺固定連結(jié)成環(huán)狀復(fù)合織物，后進(jìn)行環(huán)狀單元的針刺成型，實(shí)現(xiàn)所述的環(huán)狀纖維預(yù)制件的制備。本發(fā)明有效消除了扇形拼接纖維織物后期針刺變形錯(cuò)位的現(xiàn)象，面內(nèi)及層間均勻一致性好，具有纖維含量高、力學(xué)性能優(yōu)異、原材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)C/C復(fù)合后摩擦材料的摩擦性能提高，綜合性能優(yōu)良。本發(fā)明可應(yīng)用于飛機(jī)剎車盤復(fù)合材料預(yù)制件，也可用于高速列車和高級(jí)汽車剎車系統(tǒng)中摩擦材料預(yù)制件。
文檔編號(hào)D04H1/4374GK103233323SQ201310164378
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月7日
發(fā)明者繆云良 申請(qǐng)人:江蘇天鳥高新技術(shù)股份有限公司