本發(fā)明涉及高溫爐用導(dǎo)流筒制作技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的制造方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，軍事、國防、太陽能、半導(dǎo)體、熱處理等領(lǐng)域都在快速發(fā)展，這些領(lǐng)域的發(fā)展都涉及保溫材料的使用；尤其近幾年太陽能、半導(dǎo)體的飛速發(fā)展，對(duì)保溫材料的需求顯得更加突出，而且對(duì)保溫材料的要求越來越高，不僅要求節(jié)能降耗，并且要求抗氧化性能高，這些要求也不斷促進(jìn)著保溫材料領(lǐng)域的快速發(fā)展。

曾經(jīng)在國內(nèi)高溫真空爐上普遍使用的碳纖維保溫材料為軟碳?xì)?針刺氈)，軟碳?xì)肿鳛楦魺岜夭牧鲜褂脮r(shí)存在強(qiáng)度低、易變形、易粉化、隔熱效果差及拆卸、安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力等缺點(diǎn)。新開發(fā)的碳纖維硬氈隔熱保溫材料可以克服軟碳?xì)值纳鲜鋈秉c(diǎn)，因此作為晶體爐、陶瓷燒結(jié)爐、氣相沉積爐等高溫爐用隔熱保溫材料得到日益廣泛地使用。

目前，國內(nèi)使用的碳纖維硬氈主要采用pan基軟碳?xì)纸n模壓的成型工藝。浸漬模壓工藝制作碳纖維硬氈存在能耗高，碳纖維硬氈層間強(qiáng)度低、易開裂，壽命低，粘結(jié)劑含量高，抗氧化性能差等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種高性能復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的制造方法，所制成的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒具有隔熱性能好、抗氧化性好、熱容量低、強(qiáng)度高的特性，且制作工藝簡單，成本低，成品形狀及尺寸可控，密度可調(diào)；成品不易開裂，自支撐性好，使用壽命長；經(jīng)表面處理后還可具有優(yōu)良的抗氧化性能，并進(jìn)一步提高使用壽命。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種高性能復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的制造方法，包括如下步驟：

1)制備短切碳纖維；將碳纖維短切，得到平均長度為1～80mm的短切碳纖維；

2)制備磨碎碳纖維；將碳纖維磨碎，得到平均長度為100～800μm的磨碎碳纖維；

3)將短切碳纖維與磨碎碳纖維按照10～90﹕90～10的重量份比例，采用旋風(fēng)分離器充分混合均勻，得到混合碳纖維；

4)將混合碳纖維與有機(jī)粘結(jié)劑、溶劑按100﹕20～230﹕3～920的重量份比例混合，得到碳纖維混合液；將碳纖維混合液放入網(wǎng)袋中，經(jīng)網(wǎng)孔孔徑為1～50μm的網(wǎng)袋初濾后，再采用50～60℃的熱空氣向網(wǎng)袋內(nèi)直吹10～30min，使碳纖維混合液中的溶劑完全揮發(fā)，得到表面包覆有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合碳纖維；

5)將表面包覆有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合碳纖維與水、分散劑按照0.3～6﹕100﹕0.1～2的重量份比例充分混合，形成均勻的碳纖維混合漿料；

6)將碳纖維混合漿料采用真空抽吸成型；將真空抽吸所用的導(dǎo)流筒成型模具浸入成型池中，導(dǎo)流筒成型模具由套裝在一起的內(nèi)模具、外模具組成，內(nèi)、外模具均為圓錐筒形結(jié)構(gòu)；其中內(nèi)模具由篩板制成，其外表面固定有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)的孔徑為30～200μm，外模具為網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格孔的單邊或徑向尺寸為30～100mm；

所述導(dǎo)流筒成型模具以軸線呈豎直狀態(tài)放置在成型池內(nèi)，其上端設(shè)有定位臺(tái)階用于浸入成型池時(shí)起定位作用；

所述內(nèi)模具、外模具之間形成真空成型室，且真空成型室具有與復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒相配合的形狀和尺寸；抽吸管沿內(nèi)模具縱向中心通長設(shè)置；在抽吸管的作用下，碳纖維混合漿料在真空成型室內(nèi)按規(guī)律排列成型，制成復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品；

7)將復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品連同導(dǎo)流筒成型模具一起從成型池中取出，采用100～240℃的熱蒸汽或熱空氣加熱2～5小時(shí)，使復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品脫水并完成不熔化、不溶化處理；

8)經(jīng)脫水及不熔化、不溶化處理后的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品脫模，然后放入真空爐中或在惰性氣氛下碳化，碳化溫度為800～1800℃；也可根據(jù)使用要求進(jìn)行石墨化處理，石墨化溫度為1800～2500℃；經(jīng)碳化或石墨化處理后即得到高性能的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒；

9)所制得的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的密度為0.1～0.35g/cm³，導(dǎo)熱系數(shù)小于0.35w/m·k；

10)根據(jù)需要可選擇地對(duì)復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒進(jìn)行表面處理；以增加其抗氣流沖刷及抗氧化性能，提高其使用壽命；表面處理的具體步驟為：

a.對(duì)復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒經(jīng)機(jī)械加工進(jìn)行表面磨光；

b.在復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的內(nèi)/外或內(nèi)、外表面涂刷粘結(jié)劑層,根據(jù)需要可進(jìn)一步在粘結(jié)劑層外粘貼防護(hù)層，防護(hù)層為柔性石墨紙/碳纖維布、碳布或石墨薄板，也可以不粘貼防護(hù)層；

c.對(duì)經(jīng)b步驟處理后的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒進(jìn)行固化處理，再進(jìn)行碳化/石墨化處理，得到經(jīng)表面處理的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒。

所述制備短切碳纖維或磨碎碳纖維時(shí)所用的碳纖維為瀝青基碳纖維、黏膠基碳纖維、pan基碳纖維中的一種或幾種，優(yōu)選短切瀝青基碳纖維，選用一種以上碳纖維時(shí)按任意比例混合。

所述網(wǎng)袋由無紡布、人造棉、聚丙烯、特氟龍或聚酯材料制成，網(wǎng)袋的孔徑為1～50μm，優(yōu)選5～30μm。

所述外模具的網(wǎng)格孔形狀為三角形、圓形、正方形、矩形、菱形、規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形中的一種。

所述有機(jī)粘結(jié)劑選自酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、呋喃樹脂、脲醛樹脂、乙烯基酯樹脂、聚酰胺、丙烯酸樹脂、聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚苯乙烯、單糖、多糖、瀝青、焦油中的一種或一種以上任意混合。

所述溶劑選自甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、乙醚、糠醇、糠醛、丙酮、苯、甲苯、呋喃甲醇、呋喃甲醛中的一種或一種以上任意混合。

所述分散劑選自甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥乙基甲基纖維素、羥甲基纖維素、乙基纖維素、乙基纖維素醚、甲基乙基纖維素、羥丙基乙基纖維素、羥乙基乙基纖維素、羥甲基乙基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、淀粉、改性淀粉中的一種或一種以上任意混合。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)可制造出較高密度、低熱導(dǎo)率及高強(qiáng)度的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒，并且成品具有優(yōu)良的抗裂性能；

本發(fā)明所采用的短切碳纖維不僅能夠增加復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的強(qiáng)度，而且能夠增加其的韌性，使其能夠抗沖擊，從而使其具有優(yōu)良的抗裂性能；所采用的磨碎碳纖維不僅可以起到適當(dāng)調(diào)整復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒密度的作用，還可以增加成品中碳纖維的含量；而碳纖維的含量不僅能影響復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的導(dǎo)熱系數(shù)，還會(huì)影響其抗氧化性能；碳纖維含量越多排列越好，復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的導(dǎo)熱系數(shù)越小；碳纖維含量越多，其抗氧化性越好；

本發(fā)明通過改變有機(jī)粘結(jié)劑、短切碳纖維與磨碎碳纖維的混合比例，調(diào)整真空抽吸成型工藝中的真空度，可以調(diào)整復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的密度；所制成的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的密度為0.1～0.35g/cm³，導(dǎo)熱系數(shù)低于0.35w/m·k；

2)本發(fā)明的生產(chǎn)成本低，工藝簡單，穩(wěn)定性高，操作方便；

本發(fā)明采用熱蒸汽或熱空氣對(duì)復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品進(jìn)行脫水及不熔化、不溶化處理，能夠大大提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約能耗；采用本發(fā)明所述方法進(jìn)行脫水及不熔化、不溶化處理只需2～5小時(shí)即可完成，而采用常規(guī)的烘箱或者加熱爐進(jìn)行不熔化、不溶化處理需要80～120小時(shí)才能完成，因此本發(fā)明的效率提高了幾十倍；而且該操作環(huán)節(jié)的能耗也從單耗11元/公斤降至3元/公斤以下，節(jié)能降耗效果明顯；

3)本發(fā)明所制成的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒具有良好的隔熱效果；

本發(fā)明所述復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品中，碳纖維排列方向符合二維排列，并且與熱流方向垂直，是隔熱的最佳方向；產(chǎn)品不易開裂，自支撐性好，使用壽命長；尤其在制作大尺寸產(chǎn)品時(shí)，工藝上更具有優(yōu)勢；

4)本發(fā)明采用內(nèi)、外模具配合，經(jīng)真空抽吸可以一次定型產(chǎn)品的形狀及尺寸，成品只需稍經(jīng)加工即可得到定尺產(chǎn)品，材料利用率可以達(dá)到90％以上；而采用普通模具成型的產(chǎn)品尺寸不能精確控制，表面加工量大，產(chǎn)品利用率最多能達(dá)到75～80％；因此本發(fā)明大大提高了材料的利用率，減少了廢料的產(chǎn)生，從而大幅度降低了生產(chǎn)成本；

5)根據(jù)使用要求，可以在所制得復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的基礎(chǔ)上對(duì)其做進(jìn)一步的表面處理，可以防止高溫爐內(nèi)氣體與復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒直接接觸，提高其抗氣流沖刷的能力，使其具有優(yōu)良的抗氧化性能，并進(jìn)一步提高復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述真空抽吸成型的工藝簡圖。

圖2是本發(fā)明所述真空抽吸成型時(shí)所用導(dǎo)流筒成型模具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2中的橫截面示意圖。

圖4是本發(fā)明所述導(dǎo)流筒成型模具的外模具的結(jié)構(gòu)示意圖(以菱形網(wǎng)格為例)。

圖5是本發(fā)明所述復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒內(nèi)表面經(jīng)表面處理后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明所述復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒內(nèi)、外表面經(jīng)表面處理后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.成型池2.導(dǎo)流筒成型模具3.真空罐4.水環(huán)真空泵5.抽吸管6.內(nèi)模具7.復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品8.外模具9.復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒10.粘接劑層11.防護(hù)層12.成型小車

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

本發(fā)明所述一種高性能復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的制造方法，包括如下步驟：

1)制備短切碳纖維；將碳纖維短切，得到平均長度為1～80mm的短切碳纖維；

2)制備磨碎碳纖維；將碳纖維磨碎，得到平均長度為100～800μm的磨碎碳纖維；

3)將短切碳纖維與磨碎碳纖維按照10～90﹕90～10的重量份比例，采用旋風(fēng)分離器充分混合均勻，得到混合碳纖維；

4)將混合碳纖維與有機(jī)粘結(jié)劑、溶劑按100﹕20～230﹕3～920的重量份比例混合，得到碳纖維混合液；將碳纖維混合液放入網(wǎng)袋中，經(jīng)網(wǎng)孔孔徑為1～50μm的網(wǎng)袋初濾后，再采用50～60℃的熱空氣向網(wǎng)袋內(nèi)直吹10～30min，使碳纖維混合液中的溶劑完全揮發(fā)，得到表面包覆有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合碳纖維；

5)將表面包覆有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合碳纖維與水、分散劑按照0.3～6﹕100﹕0.1～2的重量份比例充分混合，形成均勻的碳纖維混合漿料；

6)將碳纖維混合漿料采用真空抽吸成型；如圖1所示，將真空抽吸所用的導(dǎo)流筒成型模具2浸入成型池1中，如圖2、圖3所示，導(dǎo)流筒成型模具2由套裝在一起的內(nèi)模具6、外模具8組成，內(nèi)、外模具均為圓錐筒形結(jié)構(gòu)；其中內(nèi)模具由篩板制成，其外表面固定有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)的孔徑為30～200μm，外模具為網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格孔的單邊或徑向尺寸為30～100mm；(如圖4所示)

所述導(dǎo)流筒成型模具2以軸線呈豎直狀態(tài)放置在成型池1內(nèi)，其上端設(shè)有定位臺(tái)階用于浸入成型池1時(shí)起定位作用；

所述內(nèi)模具、外模具之間形成真空成型室，且真空成型室具有與復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒相配合的形狀和尺寸；抽吸管5沿內(nèi)模具6縱向中心通長設(shè)置；在抽吸管5的作用下，碳纖維混合漿料在真空成型室內(nèi)按規(guī)律排列成型，制成復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品7；

7)將復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品7連同導(dǎo)流筒成型模具2一起從成型池1中取出，采用100～240℃的熱蒸汽或熱空氣加熱2～5小時(shí)，使復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品7脫水并完成不熔化、不溶化處理；

8)經(jīng)脫水及不熔化、不溶化處理后的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品7脫模，然后放入真空爐中或在惰性氣氛下碳化，碳化溫度為800～1800℃；也可根據(jù)使用要求進(jìn)行石墨化處理，石墨化溫度為1800～2500℃；經(jīng)碳化或石墨化處理后即得到高性能的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9；

9)所制得的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9的密度為0.1～0.35g/cm³，導(dǎo)熱系數(shù)小于0.35w/m·k；

10)根據(jù)需要可選擇地對(duì)復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9進(jìn)行表面處理；以增加其抗氣流沖刷及抗氧化性能，提高其使用壽命；表面處理的具體步驟為：

a.對(duì)復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9經(jīng)機(jī)械加工進(jìn)行表面磨光；

b.如圖5、圖6所示，在復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9的內(nèi)/外或內(nèi)、外表面涂刷粘結(jié)劑層10,根據(jù)需要可進(jìn)一步在粘結(jié)劑層10外粘貼防護(hù)層11，防護(hù)層11為柔性石墨紙/碳纖維布、碳布或石墨薄板，也可以不粘貼防護(hù)層11；

c.對(duì)經(jīng)b步驟處理后的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒進(jìn)行固化處理，再進(jìn)行碳化/石墨化處理，得到經(jīng)表面處理的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒。

所述制備短切碳纖維或磨碎碳纖維時(shí)所用的碳纖維為瀝青基碳纖維、黏膠基碳纖維、pan基碳纖維中的一種或幾種，優(yōu)選短切瀝青基碳纖維，選用一種以上碳纖維時(shí)按任意比例混合。

所述網(wǎng)袋由無紡布、人造棉、聚丙烯、特氟龍或聚酯材料制成，網(wǎng)袋的孔徑為1～50μm，優(yōu)選5～30μm。

所述外模具的網(wǎng)格孔形狀為三角形、圓形、正方形、矩形、菱形、規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形中的一種。

所述有機(jī)粘結(jié)劑選自酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、呋喃樹脂、脲醛樹脂、乙烯基酯樹脂、聚酰胺、丙烯酸樹脂、聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚苯乙烯、單糖、多糖、瀝青、焦油中的一種或一種以上任意混合。

所述溶劑選自甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、乙醚、糠醇、糠醛、丙酮、苯、甲苯、呋喃甲醇、呋喃甲醛中的一種或一種以上任意混合。

所述分散劑選自甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥乙基甲基纖維素、羥甲基纖維素、乙基纖維素、乙基纖維素醚、甲基乙基纖維素、羥丙基乙基纖維素、羥乙基乙基纖維素、羥甲基乙基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、淀粉、改性淀粉中的一種或一種以上任意混合。

以下實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。下述實(shí)施例中所用方法和材料如無特別說明均為常規(guī)方法和材料。

【實(shí)施例1】

本實(shí)施例中，高性能的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的制造方法如下：

1)制備短切碳纖維；將瀝青基碳纖維短切，得到平均長度為40mm的短切碳纖維；

2)制備磨碎碳纖維；將瀝青基碳纖維磨碎，得到平均長度為100μm的磨碎碳纖維；

3)將短切碳纖維與磨碎碳纖維按照60：40的重量份比例，采用旋風(fēng)分離器充分混合均勻，得到混合碳纖維；

4)將混合碳纖維與有機(jī)粘結(jié)劑酚醛樹脂、溶劑乙醇按100：30：70的重量份比例混合，得到碳纖維混合液；將碳纖維混合液放入網(wǎng)袋中，經(jīng)網(wǎng)孔孔徑為30μm的網(wǎng)袋初濾后，再采用50℃的熱空氣向網(wǎng)袋內(nèi)直吹30min，使碳纖維混合液中的溶劑完全揮發(fā)，得到表面包覆有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合碳纖維；

5)將表面包覆有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合碳纖維與水、甲基纖維素按照3﹕100﹕1的重量份比例充分混合，形成均勻的碳纖維混合漿料；

6)將碳纖維混合漿料采用真空抽吸成型；將真空抽吸所用的導(dǎo)流筒成型模具2浸入成型池1中，成型池1設(shè)置在成型小車12上，方便完成型完畢后物料的運(yùn)輸；導(dǎo)流筒成型模具2由套裝在一起的內(nèi)模具6、外模具8組成，內(nèi)模具6由篩板制成，其外表面固定有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)的孔徑為50μm，外模具8為網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格孔的單邊或徑向尺寸為60mm；

所述導(dǎo)流筒成型模具2以軸線呈豎直狀態(tài)放置在成型池1內(nèi)，其上端設(shè)有定位臺(tái)階用于浸入成型池1時(shí)起定位作用。

所述內(nèi)模具6和外模具8均為圓錐筒形結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外模具6、8的兩端分別貼合在一起，兩者之間形成的環(huán)形空間即真空成型室，真空成型室徑向的單側(cè)截面近似于三角形；真空成型室具有與復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒相配合的形狀和尺寸；抽吸管5沿內(nèi)模具6縱向中心通長設(shè)置；抽吸管5上密布有抽吸孔，抽吸管5通過連接軟管連接真空罐3，真空罐3再連接水環(huán)真空泵4形成真空抽吸裝置；開啟真空抽吸裝置后，在抽吸管5的作用下，碳纖維混合漿料在真空成型室內(nèi)按規(guī)律排列成型，制成復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品7；

7)將復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品7連同導(dǎo)流筒成型模具2一起從成型池1中取出，采用150℃的熱蒸汽或熱空氣加熱3小時(shí)，使復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品7脫水并完成不熔化、不溶化處理；

8)經(jīng)脫水及不熔化、不溶化處理后的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品7脫模，然后放入真空爐中或在惰性氣氛下碳化，碳化溫度為1200℃；然后進(jìn)行石墨化處理，石墨化溫度為2100℃；經(jīng)碳化或石墨化處理后即得到高性能的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9；

9)所制得的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9的密度為0.16g/cm³，導(dǎo)熱系數(shù)0.22w/m·k；碳含量99.6％，灰分0.01％；(試樣厚度為45mm，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，1500℃時(shí)的檢測數(shù)據(jù))。

【實(shí)施例2】

為增加復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9的抗氣流沖刷及抗氧化性能，進(jìn)一步提高其使用壽命；對(duì)【實(shí)施例1】制得的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9進(jìn)行表面處理，表面處理的具體步驟如下：

1)將復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9經(jīng)機(jī)械加工進(jìn)行表面磨光處理，使表面平整；

2)在表面經(jīng)磨光處理后的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9內(nèi)、外表面分別涂刷3～6遍粘結(jié)劑，形成粘結(jié)劑層10，粘結(jié)劑采用常規(guī)使用的粘接劑即可；

3)將涂刷粘結(jié)劑層10的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9放入加熱爐中，以5℃/min的升溫速率升溫到240℃，在此溫度下恒溫1h，固化粘結(jié)劑層10；然后再置于1700℃下，在惰性氣氛下進(jìn)行碳化處理，制成帶涂層的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒。

本實(shí)施例所制得的帶涂層的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒在單晶硅拉伸爐上使用100次，沒有出現(xiàn)涂層剝離、開裂、起泡等現(xiàn)象，涂層里面的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒無腐蝕現(xiàn)象。

【實(shí)施例3】

本實(shí)施例中，高性能的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的制造方法如下：

1)制備短切碳纖維；將瀝青基碳纖維短切，得到平均長度為80mm的短切碳纖維；

2)制備磨碎碳纖維；將瀝青基碳纖維磨碎，得到平均長度為180μm的磨碎碳纖維；

3)將短切碳纖維與磨碎碳纖維按照50：50的重量份比例，采用旋風(fēng)分離器充分混合均勻，得到混合碳纖維；

4)將混合碳纖維與有機(jī)粘結(jié)劑酚醛樹脂、溶劑乙醇按100：55：75的重量份比例混合，得到碳纖維混合液；將碳纖維混合液放入網(wǎng)袋中，經(jīng)網(wǎng)孔孔徑為30μm的網(wǎng)袋初濾后，再采用60℃的熱空氣向網(wǎng)袋內(nèi)直吹30min，使碳纖維混合液中的溶劑完全揮發(fā)，得到表面包覆有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合碳纖維；

5)將表面包覆有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合碳纖維與水、甲基纖維素按照6﹕100﹕1的重量份比例充分混合，形成均勻的碳纖維混合漿料；

6)將碳纖維混合漿料采用真空抽吸成型；將真空抽吸所用的導(dǎo)流筒成型模具2浸入成型池1中；導(dǎo)流筒成型模具2由套裝在一起的內(nèi)模具6、外模具8組成，內(nèi)模具6由篩板制成，其外表面固定有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)的孔徑為70μm，外模具8為網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格孔的單邊或徑向尺寸為100mm；

在抽吸管5的作用下，碳纖維混合漿料在真空成型室內(nèi)按規(guī)律排列成型，制成復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品7；

7)將復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品7連同導(dǎo)流筒成型模具2一起從成型池1中取出，采用180℃的熱蒸汽或熱空氣加熱2.5小時(shí)，使復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品7脫水并完成不熔化、不溶化處理；

8)經(jīng)脫水及不熔化、不溶化處理后的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒預(yù)制品7脫模，然后放入真空爐中或在惰性氣氛下碳化，碳化溫度為1500℃；然后進(jìn)行石墨化處理，石墨化溫度為2000℃；經(jīng)碳化或石墨化處理后即得到高性能的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9；

9)所制得的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9的密度為0.19g/cm³，導(dǎo)熱系數(shù)0.20w/m·k；碳含量99.7％，灰分0.01％；(試樣厚度為45mm，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，1500℃時(shí)的檢測數(shù)據(jù))。

為增加復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9的抗氣流沖刷及抗氧化性能，進(jìn)一步提高其使用壽命；對(duì)所制得的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9進(jìn)一步進(jìn)行表面處理，表面處理的具體步驟如下：

1)將復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9經(jīng)機(jī)械加工進(jìn)行表面磨光處理，使表面平整；

2)在表面經(jīng)磨光處理后的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9內(nèi)、外表面分別涂刷3～6遍粘結(jié)劑，形成粘結(jié)劑層10，粘結(jié)劑采用常規(guī)使用的粘接劑即可；在粘結(jié)劑層10外粘貼防護(hù)層11，防護(hù)層11為柔性石墨紙；

3)將涂刷粘結(jié)劑層10并粘貼防護(hù)層11的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒9放入加熱爐中，以8℃/min的升溫速率升溫到300℃，在此溫度下恒溫1h，固化粘結(jié)劑層10；然后再置于1800℃下，在惰性氣氛下進(jìn)行碳化處理，制成帶防護(hù)層的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒。

本實(shí)施例所制得的帶防護(hù)層的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒在單晶硅拉伸爐上使用100次，沒有出現(xiàn)防護(hù)層剝離、開裂、起泡等現(xiàn)象，防護(hù)層里面的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒無腐蝕現(xiàn)象。

經(jīng)以上實(shí)施例可以證明，帶涂層或帶防護(hù)層的復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒可以防止?fàn)t內(nèi)雜質(zhì)氣體直接與復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒表面接觸，防止其腐蝕并抗氣流沖刷，使具有優(yōu)良的抗氧化與抗腐蝕性能，能夠顯著提高復(fù)合碳纖維導(dǎo)流筒的使用壽命。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。