本發(fā)明屬于復(fù)合材料制備，具體涉及一種pecvd承載框及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、目前，pecvd舟或舟板主要是由石墨制成，石墨制品雜質(zhì)含量低，高純高耐腐，熱導(dǎo)率高，導(dǎo)電性適中，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但是力學(xué)性能較差，導(dǎo)致石墨舟在鍍膜及清洗過程中極易損壞，使用壽命較短?；谔继紡?fù)合材料的優(yōu)異性能，研究人員開始利用碳碳復(fù)合材料制備pecvd舟或舟板。

2、中國(guó)專利cn?109503187?a公開了一種先驅(qū)體浸漬/裂解法制備碳/碳復(fù)合材料pecvd舟的方法，將聚丙烯氰碳布與無緯布按照質(zhì)量比進(jìn)行鋪層，然后進(jìn)行z向穿刺得到預(yù)制體板，然后將預(yù)制體板石墨化處理，通過樹脂裂解及增密，得到碳/碳復(fù)合材料pecvd舟。

3、中國(guó)專利cn?112430116a公開了一種針刺預(yù)制體+rtm工藝+液相浸漬成型的方法，通過預(yù)制體針刺得到2.5d的結(jié)構(gòu)預(yù)制體板，加強(qiáng)了預(yù)制體的層間結(jié)合力，更好地避免了分層問題。

4、但是，上述方法得到的pecvd承載框會(huì)損害碳碳復(fù)合材料的力學(xué)性能等，其力學(xué)性能仍然不能很好滿足需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種pecvd承載框及其制備方法，本發(fā)明提供的pecvd承載框強(qiáng)度高。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種pecvd承載框的制備方法，包括以下步驟：

4、將短切碳纖維與樹脂混合后依次進(jìn)行壓制、碳化、氣相沉積碳和加工，得到pecvd承載框。

5、優(yōu)選的，所述壓制包括依次進(jìn)行的第一升溫階段、第一壓制階段、第二壓制階段、第三壓制階段、第二升溫階段、第四壓制階段、第五壓制階段、第三升溫階段、第六壓制階段和第七壓制階段；

6、所述第一壓制階段的壓強(qiáng)為0mpa，保壓時(shí)間為60～70min；所述第二壓制階段的壓強(qiáng)為0.1mpa，保壓時(shí)間為2～3min；所述第三壓制階段的壓強(qiáng)為0.3mpa，保壓時(shí)間為2～3min；所述第四壓制階段的壓強(qiáng)為0.8mpa，保壓時(shí)間為50～60min；所述第五壓制階段的壓強(qiáng)為0.8mpa，保壓時(shí)間為30～60min；所述第六壓制階段的壓強(qiáng)為0.8mpa，保壓時(shí)間為60～70min；所述第七壓制階段的壓強(qiáng)為0.8mpa，保壓時(shí)間為70～85min。

7、優(yōu)選的，所述第一壓制階段的溫度為110～120℃；所述第二壓制階段的溫度為110～120℃；所述第三壓制階段的溫度為110～120℃；所述第四壓制階段的溫度為140～150℃；所述第五壓制階段的溫度為140～150℃；所述第六壓制階段的溫度為170～180℃；所述第七壓制階段的溫度為170～180℃。

8、優(yōu)選的，所述碳化包括升溫碳化階段、保溫碳化階段和降溫碳化階段；所述升溫碳化階段的升溫速率為20～90℃/h；所述保溫碳化階段的溫度為1000～1100℃，保溫時(shí)間為2～4h；所述降溫碳化階段的降溫速率為60～110℃/h。

9、優(yōu)選的，所述氣相沉積碳為化學(xué)氣相沉積碳；所述氣相沉積碳的碳源氣體為丙烯或甲烷，流量為4～18m3/h；所述氣相沉積碳的溫度為1000～1400℃，壓力為3～15kpa，保溫時(shí)間為180～280h。

10、優(yōu)選的，所述短切碳纖維與樹脂的質(zhì)量比為3～4:6～7。

11、優(yōu)選的，所述混合為：將短切碳纖維混合在樹脂中后進(jìn)行輥壓；所述輥壓為冷壓；所述輥壓的壓強(qiáng)為0.1～0.3mpa，保壓時(shí)間為10～60s，目標(biāo)厚度為1～5mm。

12、優(yōu)選的，升溫至所述氣相沉積碳溫度的升溫速率為40～80℃/h。

13、本發(fā)明還提供了上述方案所述制備方法得到的pecvd承載框。

14、優(yōu)選的，所述pecvd承載框的密度為1.5～1.6g/cm3，碳纖維含量為40～60wt％。

15、本發(fā)明提供了一種pecvd承載框的制備方法。一方面，本發(fā)明提供的方法，制備的pecvd承載框以碳纖維作為骨架支撐，然后填充其他形式的碳，比如樹脂碳和沉積碳，能夠保持碳碳復(fù)合材料自身的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)度高，力學(xué)性能優(yōu)異；另一方面，本發(fā)明提供的方法可以短周期自動(dòng)化生產(chǎn)，相比傳統(tǒng)方法周期縮短30％以上，有效提高了pecvd承載框的生產(chǎn)效率，避免了手工操作引起的不同批次產(chǎn)品的差異，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，降低了成本，應(yīng)用前景十分廣闊。

16、本發(fā)明以樹脂膜和碳纖維絲束為原料，成本低廉，碳纖維絲束屬于碳纖維出廠形態(tài)，也就是說本發(fā)明無需過多的加工(比如打散做成網(wǎng)胎、織布機(jī)織成碳布、針刺成氈或編織預(yù)制體等)，縮短了工藝流程，快速高效，同時(shí)大幅度降低了生產(chǎn)成本。

17、本發(fā)明還提供了上述方案所述制備方法得到的pecvd承載框。本發(fā)明提供的pecvd承載框強(qiáng)度高，力學(xué)性能優(yōu)異，不易損壞，更換頻率低，使用周期長(zhǎng)。

技術(shù)特征：

1.本發(fā)明提供了一種pecvd承載框的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述壓制包括依次進(jìn)行的第一升溫階段、第一壓制階段、第二壓制階段、第三壓制階段、第二升溫階段、第四壓制階段、第五壓制階段、第三升溫階段、第六壓制階段和第七壓制階段；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述第一壓制階段的溫度為110～120℃；所述第二壓制階段的溫度為110～120℃；所述第三壓制階段的溫度為110～120℃；所述第四壓制階段的溫度為140～150℃；所述第五壓制階段的溫度為140～150℃；所述第六壓制階段的溫度為170～180℃；所述第七壓制階段的溫度為170～180℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳化包括升溫碳化階段、保溫碳化階段和降溫碳化階段；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氣相沉積碳為化學(xué)氣相沉積碳；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述短切碳纖維與樹脂的質(zhì)量比為3～4:6～7。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的制備方法，其特征在于，所述混合為：將短切碳纖維混合在樹脂中后進(jìn)行輥壓；所述輥壓為冷壓；所述輥壓的壓強(qiáng)為0.1～0.3mpa，保壓時(shí)間為10～60s，目標(biāo)厚度為1～5mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的制備方法，其特征在于，升溫至所述氣相沉積碳溫度的升溫速率為40～80℃/h。

9.權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述制備方法得到的pecvd承載框。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的pecvd承載框，其特征在于，所述pecvd承載框的密度為1.5～1.6g/cm3，碳纖維含量為40～60wt％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種PECVD承載框及其制備方法。本發(fā)明提供的PECVD承載框的制備方法，一方面能夠保持碳碳復(fù)合材料自身的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)度高，力學(xué)性能優(yōu)異；另一方面，本發(fā)明提供的方法實(shí)現(xiàn)了短周期自動(dòng)化生產(chǎn)，相比傳統(tǒng)方法周期縮短30％以上，有效提高了PECVD承載框的生產(chǎn)效率和質(zhì)量穩(wěn)定性，降低了成本，應(yīng)用前景十分廣闊。本發(fā)明以樹脂膜和碳纖維絲束為原料，成本低廉，碳纖維絲束屬于碳纖維出廠形態(tài)，也就是說本發(fā)明無需過多的加工，縮短了工藝流程，快速高效，同時(shí)大幅度降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明提供的PECVD承載框強(qiáng)度高，力學(xué)性能優(yōu)異，不易損壞，更換頻率低，使用周期長(zhǎng)。

技術(shù)研發(fā)人員：趙強(qiáng),賈林濤,孫祝林,蔣婕,譚拱峰,韋慶朕,俞雄俊,池澤敏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上?？堤紡?fù)合材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10