一種高強(qiáng)度預(yù)氧絲厚氈的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及碳纖維氈制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度預(yù)氧絲厚氈的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳-碳復(fù)合材料具有重量輕，強(qiáng)度高，抗熱震性好，耐燒蝕性能優(yōu)異等突出的物理化學(xué)性能，廣泛應(yīng)用在火箭發(fā)動機(jī)的喉襯等航天航空飛行器的發(fā)動機(jī)中。目前，預(yù)氧絲厚氈通常通過高溫碳化、沉積工藝形成。但是現(xiàn)有技術(shù)所制備的預(yù)氧絲厚氈在Z向上的抗拉強(qiáng)度及厚度往往達(dá)不到航空航天產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。而且，現(xiàn)有技術(shù)中的高強(qiáng)度預(yù)氧絲厚氈存在著力學(xué)性能不均一，產(chǎn)品在累積針刺過程中會導(dǎo)致薄預(yù)氧絲薄層之間發(fā)生扭曲變形，無法適應(yīng)極端的應(yīng)用環(huán)境。
[0003]有鑒于此，有必要對現(xiàn)有技術(shù)中的高強(qiáng)度預(yù)氧絲厚氈的制備方法予以改進(jìn)，以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于公開一種高強(qiáng)度預(yù)氧絲的制備方法，用以提高Z向抗拉強(qiáng)度，減少針刺過程中的變形現(xiàn)象，并提高預(yù)氧絲厚氈的厚度。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度預(yù)氧絲厚氈的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:
[0006]S1、將長切預(yù)氧絲鋪成網(wǎng)胎，并按照針刺機(jī)的尺寸裁剪網(wǎng)胎，將網(wǎng)胎置于尺寸相同的泡沫墊后，放入針刺機(jī)進(jìn)行針刺，所述泡沫墊設(shè)有一層粘性層；
[0007]S2、將步驟SI針刺后的網(wǎng)胎水平轉(zhuǎn)動45度，然后在針刺后的網(wǎng)胎上鋪設(shè)第二張經(jīng)過步驟SI處理后的網(wǎng)胎，然后通過針刺機(jī)進(jìn)行針刺，并逐層旋轉(zhuǎn)45度進(jìn)行針刺，從而得到厚度為20?40mm的預(yù)氧絲胚體；
[0008]S3、將多層預(yù)氧絲胚體通過聚氨酯樹脂進(jìn)行粘合，并置于冷壓機(jī)中施加10?20噸的壓力進(jìn)行冷壓結(jié)合，并通過針刺機(jī)將碳纖維短絲植入多層預(yù)氧絲胚體中。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述碳纖維短絲的外側(cè)面依次設(shè)置有熱解碳涂層、碳化硅涂層和碳化鉭涂層。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:將多層預(yù)氧絲胚體通過聚氨酯樹脂粘合后冷壓并由針刺機(jī)植入碳纖維短絲，有效地提高了 Z向抗拉強(qiáng)度，減少了針刺過程中的變形現(xiàn)象，并提高了預(yù)氧絲厚氈的厚度。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合各實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但應(yīng)當(dāng)說明的是，這些實(shí)施方式并非對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所作的功能、方法、或者結(jié)構(gòu)上的等效變換或替代，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0012]在本實(shí)施方式中，一種高強(qiáng)度預(yù)氧絲厚氈的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:
[0013]S1、將長切預(yù)氧絲鋪成網(wǎng)胎，并按照針刺機(jī)的尺寸裁剪網(wǎng)胎，將網(wǎng)胎置于尺寸相同的泡沫墊后，放入針刺機(jī)進(jìn)行針刺，所述泡沫墊設(shè)有一層粘性層。
[0014]S2、將步驟SI針刺后的網(wǎng)胎水平轉(zhuǎn)動45度，然后在針刺后的網(wǎng)胎上鋪設(shè)第二張經(jīng)過步驟SI處理后的網(wǎng)胎，然后通過針刺機(jī)進(jìn)行針刺，并逐層旋轉(zhuǎn)45度進(jìn)行針刺，從而得到厚度為20?40mm的預(yù)氧絲胚體。
[0015]S3、將多層預(yù)氧絲胚體通過聚氨酯樹脂進(jìn)行粘合，并置于冷壓機(jī)中施加10?20噸的壓力進(jìn)行冷壓結(jié)合，并通過針刺機(jī)將碳纖維短絲植入多層預(yù)氧絲胚體中。
[0016]具體的，在步驟S3中，該碳纖維短絲的外側(cè)面依次設(shè)置有熱解碳涂層、碳化硅涂層和碳化鉭涂層。熱解碳涂層、碳化硅涂層和碳化鉭涂層的簡稱分別為PyC、SiC和TaC。這樣，碳纖維短絲均勻致密的PyC、SiC和TaC多層結(jié)構(gòu)，可有效提高碳纖維短絲的強(qiáng)度和韌性；PyC涂層可以有效防止SiC涂層制備過程中對碳纖維短絲的損傷，改變碳纖維短絲的表面狀態(tài)，減少或修復(fù)碳纖維短絲表面的缺陷及編制損傷，有效提高碳纖維短絲的強(qiáng)度；SiC和TaC陶瓷具有較高的強(qiáng)度，即使TaC涂層斷裂，SiC涂層仍然能夠有效承載，這樣碳纖維短絲的抗彎強(qiáng)度得到有效提高。
[0017]在實(shí)施方式中，將多層預(yù)氧絲胚體通過聚氨酯樹脂粘合后冷壓并由針刺機(jī)植入碳纖維短絲，有效地提高了預(yù)氧絲厚氈Z向抗拉強(qiáng)度，減少了針刺過程中預(yù)氧絲胚體變形的現(xiàn)象，并提高了預(yù)氧絲厚氈的厚度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，通過本方法所制得的高強(qiáng)度預(yù)氧絲厚氈的厚度可達(dá)到200mm至300mm，Z向抗拉強(qiáng)度可達(dá)到20kpa至25kpa。
[0018]上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0019]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0020]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高強(qiáng)度預(yù)氧絲厚氈的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟: 51、將長切預(yù)氧絲鋪成網(wǎng)胎，并按照針刺機(jī)的尺寸裁剪網(wǎng)胎，將網(wǎng)胎置于尺寸相同的泡沫墊后，放入針刺機(jī)進(jìn)行針刺，所述泡沫墊設(shè)有一層粘性層； 52、將步驟SI針刺后的網(wǎng)胎水平轉(zhuǎn)動45度，然后在針刺后的網(wǎng)胎上鋪設(shè)第二張經(jīng)過步驟SI處理后的網(wǎng)胎，然后通過針刺機(jī)進(jìn)行針刺，并逐層旋轉(zhuǎn)45度進(jìn)行針刺，從而得到厚度為20?40mm的預(yù)氧絲胚體； 53、將多層預(yù)氧絲胚體通過聚氨酯樹脂進(jìn)行粘合，并置于冷壓機(jī)中施加10?20噸的壓力進(jìn)行冷壓結(jié)合，并通過針刺機(jī)將碳纖維短絲植入多層預(yù)氧絲胚體中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳纖維短絲的外側(cè)面依次設(shè)置有熱解碳涂層、碳化硅涂層和碳化鉭涂層。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度預(yù)氧絲厚氈的制備方法，包括：將長切預(yù)氧絲鋪成網(wǎng)胎，并按照針刺機(jī)的尺寸裁剪網(wǎng)胎，將網(wǎng)胎置于尺寸相同的泡沫墊后，放入針刺機(jī)進(jìn)行針刺，泡沫墊設(shè)有一層粘性層；將步驟S1針刺后的網(wǎng)胎水平轉(zhuǎn)動45度，然后在針刺后的網(wǎng)胎上鋪設(shè)第二張經(jīng)過步驟S1處理后的網(wǎng)胎，然后通過針刺機(jī)進(jìn)行針刺，并逐層旋轉(zhuǎn)45度進(jìn)行針刺，從而得到厚度為20～40mm的預(yù)氧絲胚體；將多層預(yù)氧絲胚體通過聚氨酯樹脂進(jìn)行粘合，并置于冷壓機(jī)中冷壓結(jié)合，并通過針刺機(jī)將碳纖維短絲植入多層預(yù)氧絲胚體中。將多層預(yù)氧絲胚體通過聚氨酯樹脂粘合后冷壓并由針刺機(jī)植入碳纖維短絲，有效地提高了Z向抗拉強(qiáng)度，減少了針刺過程中的變形現(xiàn)象，并提高了預(yù)氧絲厚氈的厚度。
【IPC分類】B32B37/02, B32B37/12, B32B37/10, B32B38/00
【公開號】CN105058954
【申請?zhí)枴緾N201510396893
【發(fā)明人】繆黎燕, 繆黎麗, 邵敏強(qiáng), 繆伯承, 張俊, 裴強(qiáng), 陳益軍
【申請人】宜興市飛舟高新科技材料有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月2日