專利名稱：碳基復(fù)合部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于用作位于諸如硅單晶拉制裝置、高溫處理爐、熱核 反應(yīng)堆、核反應(yīng)堆或熱壓裝置等裝置或爐的內(nèi)側(cè)的石墨部件等的碳基復(fù) 合部件。
背景技術(shù)：
石墨材料具有約3，60(TC的升華點(diǎn)，因此它被廣泛用作位于諸如硅單 晶拉制裝置、高溫處理爐、熱核反應(yīng)堆、核反應(yīng)堆或熱壓裝置等變?yōu)榉?氧化氛圍和高溫環(huán)境的裝置或爐的內(nèi)側(cè)的部件等。
用于這些用途的部件達(dá)到極高的溫度，因此它們非常容易因熱膨脹 而導(dǎo)致變形。如果通過將由石墨材料制成的部件放置在高溫區(qū)域，將由 不同材料(即金屬、陶瓷等)制成的部件放置于其外側(cè)從而建造裝置或 爐子，由于石墨部件和非石墨部件之間的熱膨脹的差異而形成間隙。此 外，即使當(dāng)所述裝置或爐子的部件僅由多個(gè)具有相同熱膨脹系數(shù)的石墨 部件構(gòu)成時(shí)，也會(huì)由于暴露于不同溫度而導(dǎo)致所述材料不均勻地變形， 這會(huì)導(dǎo)致形成間隙。由于該間隙，現(xiàn)在未被覆蓋的非石墨材料將會(huì)暴露 于高溫。如果間隙出現(xiàn)在石墨部件和非石墨部件之間，則所述石墨部件 至所述非石墨部件的熱阻將增加至使得所述石墨部件異常過熱的程度。
如果所述石墨部件和所述非石墨部件均受到約束，則會(huì)取決于溫度或材 料的選擇而出現(xiàn)熱應(yīng)力。因此，可布置所述石墨部件和非石墨部件使之 具有預(yù)置的間隙，對非石墨部件的熱阻很有可能在施加溫度(這會(huì)使所
3述非石墨部件暴露于高溫)的步驟之前升高。
為了防止由于熱膨脹或熱應(yīng)力的變化而形成間隙，如在日本實(shí)用新
型JP-UM-A-62-41446或?qū)＠暾圝P-A-2000-88985中所描述，已采用涉 及碳基片材的技術(shù)，所述碳基片材為諸如將碳纖維制成片材或者將膨脹 石墨片材貼在石墨部件之間或石墨部件與非石墨部件之間時(shí)而制造的碳 基片材。
這些碳基片材在安裝過程中易于起皺，這將導(dǎo)致厚度不規(guī)則。這已 導(dǎo)致碳基復(fù)合部件的廣泛使用，在所述碳基復(fù)合部件中，耐熱性粘合劑 用于將碳基片材粘附于所述石墨部件之上以促進(jìn)所述碳基片材與所述石 墨部件和非石墨部件之間的間隙的粘合。

發(fā)明內(nèi)容
然而，當(dāng)在其中如上所述利用耐熱性粘合劑將碳基片材粘附于石墨 部件上的碳基復(fù)合部件中更換石墨部件時(shí)，在使用中己劣化的一部分碳 基片材將分離并掉落至裝置的底部，使其難以回收。由于日前裝置尺寸 和復(fù)雜性的增加，不再可能容易地拆卸和清潔裝置，這使得希望能得到 在使用之后也不會(huì)分離的碳基復(fù)合部件。
本發(fā)明著力于這些問題，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供碳基復(fù)合部 件，所述碳基復(fù)合部件包括石墨基材和利用耐熱性粘合劑粘附于所述石 墨基材表面的碳基片材，這降低了所述碳基復(fù)合部件在制造中進(jìn)行熱處 理時(shí)在所述粘合劑的碳化階段中，或者在使用中暴露于高溫環(huán)境時(shí)所述 碳基片材分離、破裂等的可能性。
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了碳基復(fù)合部件，所述碳基復(fù)合部件包括石 墨基材和利用耐熱性粘合劑粘附于所述石墨基材表面的碳基片材，其中 在所述碳基片材上形成狹縫和凹槽中的至少一種。
根據(jù)以上描述的構(gòu)造，將狹縫或凹槽中的至少一種形成在所述碳基 片材的表面上，由此即使所述石墨基材和所述碳基片材之間的熱膨脹變 化，這也能被所述狹縫或凹槽所吸收。因此，提供了甚至在高溫環(huán)境中 所述碳基片材與所述石墨基材的分離或所述碳基片材的切割、斷裂等也能減少并且能保持良好的粘附狀態(tài)的碳基復(fù)合部件。


由以下本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的描述以及附圖可使本發(fā)明的以上 方面以及其他方面變得更加顯而易見并且更容易理解，其中 圖1是顯示本發(fā)明的碳基復(fù)合部件的實(shí)施方式的示意圖； 圖2A是顯示其中以格柵狀圖案加入了狹縫或凹槽的碳基片材的平
面圖，而圖2B是其中以平紋(plainwoven)圖案加入狹縫或凹槽的碳基
片材的平面圖3是顯示所述實(shí)施方式的碳基片材的平面圖4A 4C是顯示所述實(shí)施方式的其他碳基片材的平面圖5是所述實(shí)施方式的碳基片材的部分放大圖6提供了所述實(shí)施方式的碳基片材的用途實(shí)例；
圖7顯示了在實(shí)施例1的評價(jià)測試之后的碳基復(fù)合部件；
圖8顯示了在比較例1中2,000'C下處理3小時(shí)后的碳基復(fù)合部件；
和
圖9顯示了在比較例2的評價(jià)測試后的碳基復(fù)合部件。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖對本發(fā)明的碳基復(fù)合部件的示例性實(shí)施方式進(jìn)行描 述。圖1提供了該實(shí)施方式的碳基復(fù)合部件10的示意圖。在圖1中顯示 的碳基復(fù)合部件10是利用耐熱性粘合劑將碳基片材14結(jié)合到石墨基材 12的表面上而得到的。
至于所述石墨基材12，石墨材料可選自通常用于由構(gòu)成諸如硅單晶 拉制裝置、高溫處理爐、熱核反應(yīng)堆、核反應(yīng)堆或熱壓裝置等裝置或爐 子的內(nèi)部的石墨構(gòu)成的部件的那種類型的石墨。
這樣的石墨材料可包括由諸如注射成型等方法制造的石墨材料、采 用諸如冷等靜壓機(jī)(CIP)等方法將原材料粉碎為數(shù)十微米以下而制造的 各向同性石墨材料。所述碳基片材14可以是任何片材，只要所述片材由彈性碳形成即
可。具體例子是膨脹石墨片材；由碳纖維或石墨纖維的制片或編織得到 的纖維性片材；通過用酚樹脂等浸漬上述纖維性片材，隨后進(jìn)行固化和 燃燒等得到的纖維性片材。優(yōu)選為使用在平面方向上的熱膨脹系數(shù)小于 石墨基材的熱膨脹系數(shù)的碳基片材。
在這些片材中，因?yàn)閷⑻烊皇米髟牧?，所以膨脹石墨片材?廉價(jià)的，具有適宜的彈性并且具有高導(dǎo)熱性，這意味著它適于用作碳基 片材。商售可得的片材可用于所述膨脹石墨片材，其例子包括由GrafTech International Ltd.制造的膨脹石墨片材(商品名Expanded Graphite Sheet TG-411或GTA)。
應(yīng)當(dāng)注意的是在所述碳基片材14上形成狹縫和凹槽中的至少一種。 將在本申請中使用的術(shù)語"狹縫"定義為貫穿所述碳基片材兩面的狹窄 切口。將術(shù)語"凹槽"定義為僅在所述碳基片材的正面或反面發(fā)現(xiàn)的沒 有貫穿至所述片材另一面的狹窄凹陷。
如上所述，在包括所述石墨基材和與所述石墨基材相粘附的碳基片 材的碳基復(fù)合部件中， 一部分碳基片材可分離并掉落。
這可由于以下原因而出現(xiàn)。晶體的a軸傾向于沿石墨纖維或石墨片 材的纖維方向或平面方向?qū)R，因此采用碳纖維或石墨纖維為原材料制 造的石墨片材，或者通過膨脹天然石墨制造的膨脹石墨強(qiáng)烈地沿平面方 向?qū)R。因此，沿石墨片材的平面方向的熱膨脹系數(shù)易于變得小于沿由 諸如冷等靜壓機(jī)(CIP)等方法制造的石墨部件的平面方向的熱膨脹系數(shù) (約4xl0—6/K)。具體而言，沿膨脹石墨片材的平面方向的熱膨脹系數(shù)是 約-0.4xlO-S/K，這與所述石墨片材所粘附的石墨部件的熱膨脹系數(shù)相比是 非常小的。由該熱膨脹系數(shù)的差異，可設(shè)想的是當(dāng)通過加熱沿層方向施 加張力時(shí)，部分所述碳基片材將由于剪切力而被切割或破裂，這些碳基 片材的碎片將會(huì)掉落。
這樣的現(xiàn)象不僅出現(xiàn)在使用碳基復(fù)合部件的爐子或裝置中，也出現(xiàn) 在其中進(jìn)行相似熱處理的碳基復(fù)合部件的制造階段。
在此實(shí)施方式中，在所述碳基片材14上形成狹縫和凹槽中的至少一種。在所述碳基片材的表面上形成的張力可由形成在所述碳基片材上的 狹縫或凹槽中的至少一種吸收。即使在所述石墨基材和所述碳基片材之 間存在熱膨脹差異，所述熱膨脹的差異也可被所述狹縫或凹槽吸收，這 防止了所述碳基片材的分離、切割或破裂等。
雖然所述狹縫或凹槽可以為格柵狀形式、六邊形形式等，但由于其 便于加工，優(yōu)選如圖1所示的格柵狀形式。
如圖3所示，可通過穿孔形成所述狹縫或凹槽。至于穿孔距離，則 希望形成所述狹縫或凹槽使得當(dāng)沿與所述穿孔相垂直的方向施加張力
時(shí)，片材例如以基于所述穿孔部分的全長大約為30%以上的比例沿所述
穿孔斷裂。
至于所述狹縫或凹槽的形狀，它們也可形成為分別由圖4A 4C所 示的平紋形式、斜紋形式和緞面織法形式。在這些方法中，將狹縫形成 在單一片材上，因此可在粘附于所述石墨基材之前容易地形成狹縫。
此外，狹縫(或凹槽)56可以對角地形成，從而使得所述碳基片材 的角部分為三角形，如圖5所示。通過在角部分對角地形成所述狹縫可 防止角部分的掉落等。
優(yōu)選形成所述狹縫或凹槽使得在所述碳基片材上沒有與所述狹縫或 凹槽相交的直線。例如，狹縫或凹槽之間的最大直線距離優(yōu)選為80 mm 以下，更優(yōu)選為72mm以下。由于所述狹縫或凹槽之間的最大直線距離 為80mm以下，所以將更不容易出現(xiàn)所述碳基片材的分離。
此處使用的術(shù)語"狹縫或凹槽之間的直線距離"指相互連接兩條狹 縫或凹槽而不與另一狹縫或凹槽相交的直線的長度。g卩，當(dāng)將任意狹縫 或凹槽上的一點(diǎn)取為A點(diǎn)，而將另一任意狹縫或凹槽上的一點(diǎn)取為B點(diǎn) 時(shí)，"狹縫或凹槽之間的直線距離"指沒有其他狹縫或凹槽與線段AB 相交時(shí)線段AB的長度。
采用如圖2A所示的構(gòu)造(格柵狀形式狹縫或凹槽)作為例子更詳細(xì) 地描述這一點(diǎn)。圖2A是其中以格柵狀形式添加有狹縫或凹槽的碳基片材 24的平面圖。該碳基片材24為方形，每邊長100mm。在此碳基片材24 上，以格柵狀形式加入了狹縫或凹槽26，由此將所述碳基片材24分為四個(gè)方形的分隔片材28。在此碳基片材24上，所述狹縫或凹槽26之間的 最大直線距離(相互連接狹縫或凹槽而不與另一狹縫或凹槽相交的直線 的最大長度)是所述分隔片材28的對角線的長度c。分隔片材28的邊長 b為50mm，因此對角線長c為約71mm。因此，在此情況下，所述狹縫 或凹槽間的最大直線距離為80mm以下。
此外，圖2B顯示了以平紋形式對齊的狹縫或凹槽。在圖2B中，編 號(hào)36用于標(biāo)明狹縫或凹槽。虛線是指明狹縫或凹槽的長度以及其間距離 的附加線。
在圖2B的平紋形式的情況下，所述狹縫或凹槽之間的最大直線距離 對應(yīng)于連接A點(diǎn)和B點(diǎn)的直線的長度。當(dāng)構(gòu)成所述狹縫或凹槽36的垂 直線和水平線之間的距離定為例如5mm，而所述垂直線之間或水平線之 間的距離定為20mm時(shí)，如圖2B所示，連接A點(diǎn)和B點(diǎn)的直線的長度 為7202 +302 36 mm。在此情況下，所述狹縫或凹槽之間的最大直線距 離也為80 mm以下。
如上所述，在平紋形式、斜紋形式、緞面織法形式等的情況下，當(dāng) 加入精細(xì)狹縫或凹槽時(shí)，所述狹縫或凹槽之間的最大直線距離可定為 80 mm以下。
碳基片材的厚度沒有特別限制。然而，當(dāng)其用作上述裝置或爐子的 壁材料時(shí)，厚度優(yōu)選為0.1mm以上以確保適宜的彈性。此外，其上限優(yōu) 選為3mm以下，因?yàn)檫^厚的片材將增加熱阻。
如果該實(shí)施方式的碳基復(fù)合部件用作硅單晶拉制裝置、熱核反應(yīng)堆、 核反應(yīng)堆等的構(gòu)成部件，則優(yōu)選的是，所述石墨基材和碳基片材表現(xiàn)出 高純度，即已移除絕大部分雜質(zhì)。
在所述石墨基材和碳基片材中的雜質(zhì)量優(yōu)選為20 ppm以下。具體而 言，如果所述石墨基材和碳基片材用作核反應(yīng)堆的構(gòu)成部件，則所述石 墨基材和碳基片材的硼含量優(yōu)選為5 ppm以下，更優(yōu)選為1 ppm以下。
所述耐熱性粘合劑可以是任何粘合劑，只要它是能在非氧化氛圍中 用熱處理而碳化的樹脂?？赡艿恼澈蟿┑睦邮强s合多核芳香族 (COPNA)樹脂、酚樹脂、二乙烯基苯、呋喃樹脂、酰亞胺樹脂等。這些可在非氧化氛圍中通過加熱進(jìn)行碳化之后使用。在這些物質(zhì)中，
COPNA樹脂在粘合力和操作簡便方面非常優(yōu)異。為此原因，可快速升高 溫度而在所述碳基片材的粘附之后的碳化中不會(huì)出現(xiàn)裂紋、分離和起皺。 此外，即使在所述爐子或裝置中使用后也能保持強(qiáng)粘合力。
所述COPNA樹脂是通過將主要為具有雙環(huán)或更多環(huán)結(jié)構(gòu)的縮合多 環(huán)芳香族化合物的物質(zhì)、包含單個(gè)芳香環(huán)、兩個(gè)芳香環(huán)或更多芳香環(huán)的 具有羥甲基基團(tuán)和鹵代甲基基團(tuán)中的至少一種的兩個(gè)以上的基團(tuán)的芳香 族交聯(lián)劑以及酸催化劑結(jié)合得到的熱固性組合物。
主要具有雙環(huán)或更多環(huán)結(jié)構(gòu)的縮合多環(huán)芳香族化合物包括，例如， 選自萘、蒽、菲、芘、1,2-苯并菲、并四苯、苊、苊烯、茈、暈苯及它們 在其中形成主要骨架的衍生物等中的一種或兩種以上的混合物、煤或石 油重油、焦油、瀝青等。
所述酸催化劑包括選自氯化鋁、氟化硼、硫酸、磷酸、有機(jī)磺酸、 羧酸及其衍生物中的一種或兩種以上的混合物。
各自包含單個(gè)芳香環(huán)、兩個(gè)芳香環(huán)或更多芳香環(huán)的具有羥甲基基團(tuán) 和鹵代甲基基團(tuán)中的至少一種的兩個(gè)以上的基團(tuán)的芳香族交聯(lián)劑包括例 如對二甲苯二氯化物、1,4-苯二甲醇(對二甲苯二醇)和9,10-蒽二甲醇。
除上述主要成分之外，所述COPNA樹脂可包含用于降低軟化點(diǎn)的 溶劑或增塑劑。此外，可加入焦炭或石墨粉以提高碳化產(chǎn)率。
以下顯示了本發(fā)明的碳基復(fù)合部件的制造方法。 (粘合劑的涂覆)
制備了已加工為適用于其目的用途的形狀的石墨基材，將粘合劑涂 覆(涂布)至該石墨基材的表面，將碳基片材粘合于該粘合劑上?？梢?通過諸如噴涂、刷涂或滴落等方法涂覆所述粘合劑。所述粘合劑可涂覆 全部表面或者僅涂覆部分表面。如果在所述粘合劑固化前形成狹縫，則 可通過將所述粘合劑涂覆在使之能避開所述狹縫的區(qū)域從而避免樹脂在 固化時(shí)從所述狹縫中流出。
涂覆溫度優(yōu)選為等于或者低于固化引發(fā)溫度的溫度(通常為約IO(TC 以下)。如果使用諸如COPNA樹脂等在常溫下為固體的粘合劑，則優(yōu)選為在涂覆前，首先將所述石墨基材和粘合劑加熱至等于或高于所述粘合 劑的熔點(diǎn)的溫度。
(粘合劑的粘合和固化) 將所述碳基片材與所述石墨基材相粘合(結(jié)合)。然后，通過夾鉗等 施加壓力，在等于或高于粘合劑的固化溫度的溫度進(jìn)行固化。通過在壓 力下固化使粘合劑層變薄變寬使之具有更強(qiáng)的粘合。固化所需的溫度和
時(shí)間根據(jù)所使用的樹脂類型而變化。例如，在COPNA樹脂的情況下， 需要在20(TC進(jìn)行約30分鐘的處理。
至于如何施加溫度至最高處理溫度，在難以起泡的COPNA樹脂的 情況下，可在預(yù)先加熱至處理溫度的溫控室中進(jìn)行所述處理。在產(chǎn)生大 量易于起泡的反應(yīng)產(chǎn)物的酚醛樹脂等的情況下，加熱時(shí)的溫度優(yōu)選為以 約2"C/小時(shí)的速率升高以進(jìn)行固化并同時(shí)保持溫度(約200°C)等于或高 于所述粘合劑的固化溫度。 (碳化步驟)
將根據(jù)上述步驟制備的碳基復(fù)合部件碳化使得在使用時(shí)不會(huì)在高溫 下產(chǎn)生氣體。在產(chǎn)生的氣體無礙的那些情況下，所述碳基復(fù)合部件可直 接安裝在爐子中而無需該碳化步驟。在所述碳化步驟中，將所述碳基復(fù) 合部件至少加熱至以下溫度，所述溫度等于或高于它在使用時(shí)將暴露的 溫度，以預(yù)先除掉任何產(chǎn)生的氣體。 (狹縫或凹槽形成步驟)
取決于其形狀，可以在任何步驟中形成狹縫或凹槽。如果以平紋形 式、斜紋形式、緞面織法形式等加入狹縫，則所述狹縫將不會(huì)劃分所述 碳基片材并因此可以在任何步驟中進(jìn)行添加。
如果僅在背面形成凹槽，這必須在粘合前完成。
如果通過格柵狀形式、六邊形形式等多重劃分來形成狹縫，可以通 過將所述碳基片材切割為諸如方形、矩形或六邊形的形狀，將被切割的 片材布置在所述石墨基材上并粘合于其上，或者通過將所述碳基片材粘 合到所述石墨基材上，然后使用切割機(jī)等以格柵狀形式或六邊形形式進(jìn) 行切割從而形成狹縫。后者更切實(shí)可行。當(dāng)在粘合后進(jìn)行時(shí)，可在碳化步驟前的任何步驟中進(jìn)行該步驟。 (高度純化步驟)
將由此制備的碳基復(fù)合部件根據(jù)其目的用途進(jìn)行高度純化。可使用 已知方法進(jìn)行純化處理。例如，可通過使鹵素氣體或鹵化烴氣體流入約
2,000°C的高溫爐從而進(jìn)行所述處理。
本發(fā)明的碳基復(fù)合部件可用作在諸如硅單晶拉制裝置、高溫處理爐、 熱核反應(yīng)堆、核反應(yīng)堆或熱壓裝置等裝置或爐子的內(nèi)部找到的部件(例 如，熱絕緣管、絕熱材料、密閉盒或壁材料)。
例如，如果本發(fā)明的碳基復(fù)合部件用作熱核反應(yīng)堆、核反應(yīng)堆等的
壁材料，則將所述石墨復(fù)合部件加工為瓷磚形式，每邊約10mm 100mm， 然后，布置所述碳基復(fù)合部件10使得所述碳基片材14的一側(cè)與金屬壁 表面60相接觸，隨后用螺栓固定，這使之能用作壁材料。
通過以下實(shí)施例的方式將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的碳基復(fù)合部件，但 本發(fā)明并非局限于此。
實(shí)施例
通過將由IbidenCo.,Ltd.制造的各向同性石墨材料ET-lO (商品名) 加工至100x100x20 mm的大小而制備石墨基材。將該石墨基材在8(TC加 熱，并將在相同溫度下加熱的10gCOPNA樹脂涂覆在100x100 mm的表面上。
所述COPNA樹脂的主要成分是對二甲苯二醇、瀝青和對甲苯磺酸。 以a-甲基萘降低所述COPNA樹脂的軟化點(diǎn)。
然后，將100x100x0.8 mm的膨脹石墨片材，由GrafTech International Ltd.制造的膨脹石墨片材Expanded Graphite Sheet TG-411 (商品名)粘合 到已涂覆有COPNA樹脂的表面上。將10 mm厚度的鐵板放置其上，使 之在20(TC的溫控室中放置30分鐘，其中將所述石墨基材和鐵板鉗在一 起以固化所述COPNA樹脂。
然后通過以相距50 mm的格柵狀形式切穿所述石墨片材而在所述膨 脹石墨片材上形成狹縫。將由此形成的碳基復(fù)合部件放入爐中，并在2，000'C處理3小時(shí)。當(dāng)
從所述爐中移除時(shí)在所述碳基復(fù)合部件表面上沒有觀察到分離等。然后，
用一對由各向同性石墨材料制成的150x150x30 mm測試夾具夾住所述碳 基復(fù)合部件，用由碳纖維加固的碳復(fù)合材料制成的螺栓固定所述測試夾 具的四角。將其于1,500'C保存5小時(shí)后，測試所述碳基片材的分離等。 即使在此評價(jià)測試后也沒有觀察到分離、裂紋等。圖7顯示了在評價(jià)測 試后的碳基復(fù)合部件。 [實(shí)施例2]
在將COPNA樹脂涂覆于石墨基材上之后，將膨脹石墨片材粘合于 所述石墨基材上，然后按照與實(shí)施例1相同的方式固化所述COPNA樹脂。
通過以相距50mm的格柵狀形式形成不穿透所述膨脹石墨片材的凹 陷而在所述膨脹石墨片材上形成凹槽。
將由此形成的碳基復(fù)合部件放入爐中，并在2，00(TC處理3小時(shí)。當(dāng) 從所述爐中移除時(shí)在所述碳基復(fù)合部件表面上沒有觀察到分離等。然后 像實(shí)施例1那樣進(jìn)行相同的評價(jià)測試。即使在此評價(jià)測試后也沒有觀察 到分離、裂紋等。
按照與以上實(shí)施例1所述相同的方式將COPNA樹脂涂覆在石墨基 材上。
將四片50x50x0.8 mm的石墨膨脹片材粘合于涂覆有COPNA樹脂的 表面上，使二者間沒有間隔。將10 mm厚度的鐵板置于其上，使之在200°C 的溫控室中放置30分鐘，其中將所述石墨基材和鐵板鉗在一起以固化所 述COPNA樹脂。
將由此形成的碳基復(fù)合部件放入爐中，并在2,00(TC處理3小時(shí)。當(dāng) 從所述爐中移除時(shí)在所述碳基復(fù)合部件表面上沒有觀察到分離等。然后， 像實(shí)施例1那樣進(jìn)行相同的評價(jià)測試。即使在此評價(jià)測試后也沒有觀察 到分離、裂紋等。在將COPNA樹脂涂覆于石墨基材上之后，將膨脹石墨片材粘合于 其上，并按照與實(shí)施例1中相同的方式固化COPNA樹脂。在膨脹石墨 片材上沒有形成狹縫或凹槽。
將由此形成的碳基復(fù)合部件放入爐中，并在2，00(TC處理3小時(shí)。當(dāng) 從所述爐中移除時(shí)在所述碳基復(fù)合部件表面上觀察到了分離。其中發(fā)生 分離的碳基復(fù)合部件顯示在圖8中。
在將COPNA樹脂涂覆于石墨基材上之后，將膨脹石墨片材粘合于 其上，并按照與實(shí)施例1中相同的方式固化COPNA樹脂。然后以4mm 的間隔在所述膨脹石墨片材上進(jìn)行沖壓。
將由此形成的碳基復(fù)合部件放入爐中，并在2,00(TC處理3小時(shí)。在 從所述爐中取出的所述碳基復(fù)合部件表面上沒有觀察到分離。然后像實(shí) 施例1那樣進(jìn)行相同的評價(jià)測試。在該評價(jià)測試之后觀察到分離。其中 發(fā)生了分離的碳基復(fù)合部件顯示在圖9中。
盡管參考了其特定示例性實(shí)施方式而對本發(fā)明進(jìn)行解釋和描述，但 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解可以對其做出各種形式和細(xì)節(jié)上的變化而不背 離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
在以上所述的實(shí)施方式中，在碳基片材上形成狹縫或凹槽。然而， 本發(fā)明并不限于此。在所述碳基片材上可以同時(shí)形成狹縫和凹槽。
權(quán)利要求
1. 一種碳基復(fù)合材料，所述碳基復(fù)合材料包括石墨基材；和利用耐熱性粘合劑粘附于所述石墨基材表面的碳基片材，其中，在所述碳基片材上形成(i)狹縫和(ii)凹槽中的至少一種。
2. 如權(quán)利要求l所述的碳基復(fù)合材料，其中，每條狹縫或凹槽之 間的最大直線距離為80 mm以下。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的碳基復(fù)合材料，其中，以格柵狀圖案 形成所述狹縫或凹槽。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的碳基復(fù)合材料，其中，所述碳基片材 包括膨脹石墨片材。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的碳基復(fù)合材料，其中，所述粘合劑包 括縮合多環(huán)芳香族樹脂。
6. —種碳基復(fù)合材料的制造方法，所述方法包括-制備石墨基材；將耐熱性粘合劑涂覆于所述石墨基材的表面； 將碳基片材結(jié)合在涂覆有所述耐熱性粘合劑的所述石墨基材 上；以及在所述碳基片材上形成(i)狹縫和(ii)凹槽中的至少一種。
7. 如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中，形成步驟在結(jié)合步驟之 前進(jìn)行。
8. 如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中，形成步驟在結(jié)合步驟之 后進(jìn)行。
9. 如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中，所述碳基片材包括多個(gè) 碳基片材，當(dāng)所述碳基片材與所述石墨基材相結(jié)合時(shí)在所述碳基片材之 間形成所述狹縫。
10. 如權(quán)利要求6 9中任一項(xiàng)所述的制造方法，所述方法進(jìn)一步 包括對己結(jié)合的所述石墨基材和所述碳基片材進(jìn)行碳化。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種碳基復(fù)合材料，所述材料包括石墨基材和利用耐熱性粘合劑粘附于所述石墨基材表面的碳基片材。在所述碳基片材上形成(i)狹縫或(ii)凹槽中的至少一種。
文檔編號(hào)C01B31/00GK101428787SQ20081017410
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者安田正弘, 高木俊 申請人:揖斐電株式會(huì)社