CN115724677A - 一种碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法 - Google Patents
一种碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115724677A CN115724677A CN202211489153.8A CN202211489153A CN115724677A CN 115724677 A CN115724677 A CN 115724677A CN 202211489153 A CN202211489153 A CN 202211489153A CN 115724677 A CN115724677 A CN 115724677A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon
- preparation
- brake disc
- metal
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 109
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 109
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000000280 densification Methods 0.000 claims abstract description 29
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 28
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 30
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 30
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 21
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 13
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 5
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WIEXMPDBTYDSQF-UHFFFAOYSA-N 1,3-bis(furan-2-yl)propan-2-one Chemical compound C=1C=COC=1CC(=O)CC1=CC=CO1 WIEXMPDBTYDSQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 239000007849 furan resin Substances 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 3
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 2
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910001362 Ta alloys Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 17
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 7
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 238000000626 liquid-phase infiltration Methods 0.000 description 3
- 238000005475 siliconizing Methods 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
本发明涉及碳陶复合材料制动领域，尤其涉及一种碳‑金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法。包括以下步骤：①碳‑金属纤维混编预制体的制备：②化学气相沉积：采用碳源气体和稀释气体，按体积比对碳‑金属丝三维穿刺混编预制体进行化学气相沉积；③树脂浸渍碳化增密：将沉积有热解碳的碳‑金属丝三维穿刺混编预制体置于树脂浸渍液中，加压浸渍。然后进行碳化处理；④反应熔体浸渗处理：将上述的碳‑金属复合材料进行精加工成刹车盘，并在高温下进行反应熔体浸渗处理，得到密度为2.0‑4.0g/cm3的碳/陶刹车盘。本发明提高了材料整体物相的均匀性、更能提高材料的整体导热和比热性能降低制动过程中盘面温度，有益于提高预制体在后续工艺过程的致密化效率。
Description
技术领域
本发明涉及碳陶复合材料制动领域，尤其涉及一种碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法。
背景技术
现有的碳陶刹车盘主要有两种制备工艺方式：1.短纤模压碳陶刹车盘，主要采用短切碳纤维加树脂原料通过加热模压的方式进行固化成型胚体，然后采用液相渗硅的方式制备碳陶刹车盘。2.长纤碳陶刹车盘，主要采用三维针刺碳纤维预制体通过化学气相沉积和树脂浸渍碳化的方式进行碳基体致密化，然后通过液相渗硅的方式制备碳陶刹车盘。
如专利号为CN111362714A的中国发明专利公开了一种碳陶刹车盘的制备方法，该发明可精确有效地控制碳陶预制体的密度和开气孔率，采用该发明制备的碳陶预制体的密度能够精确地控制在(1.45±0.05)g/cm3，开气孔率为(25±5)％。
申请号为CN 105565839 A的中国发明专利公开了一种碳陶刹车材料的制备方法，包括以下步骤：1)第一碳纤维预制体的制备；2)酚醛树脂溶液的制备；3)酚醛树脂与陶瓷粉混合浆料的制备；4)第二碳纤维预制体的制备；5)第二碳纤维预制体烘干；6)烘干预制体的热压固化；7)碳/酚醛-陶瓷复合材料裂解；8)第一多孔碳/碳-陶瓷粉复合材料进行高温处理。本发明还提供了一种碳陶刹车盘的制备方法，包括上述8个步骤外，还包括以下步骤：9)预加工；10)第一刹车盘的渗硅处理；11)终加工。该发明大幅降低了碳陶刹车材料的制造周期和成本，并且工艺简单、重复性好，适于工业化批量生产。
但是，以上方式制备的碳陶刹车盘均存在材料导热系数低、比热容低、层间结合强度不高等问题，材料导热系数和比热容低容易导致在高速重载条件下，刹车盘整体温度过高，高温辐射对周边部件安全性产生影响。材料层间结合强度不高，容易导致在重载制动过程中，盘体发生分离破坏，进而造成严重的制动安全事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，以提高材料的层间结合强度、密度、弯曲强度、导热系数和比热容，进而提高刹车盘的质量。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，包括以下步骤：
①碳-金属纤维混编预制体的制备：采用无捻聚丙烯腈长碳纤维丝和金属丝分别制备碳-金属丝混合纤维布以及碳-金属丝混合纤维束，由单层0°碳-金属丝混合纤维布，碳纤维网胎、单层90°碳-金属丝混合纤维布、碳纤维网胎采用碳-金属丝混合纤维束整体穿刺结合的方法制成碳-金属丝三维穿刺混编预制体；
②化学气相沉积：采用碳源气体和稀释气体，按体积比对碳-金属丝三维穿刺混编预制体进行化学气相沉积；
③树脂浸渍碳化增密：将沉积有热解碳的碳-金属丝三维穿刺混编预制体置于树脂浸渍液中，加压浸渍。然后进行碳化处理；
④反应熔体浸渗处理：将上述的碳-金属复合材料进行精加工成刹车盘，并在高温下进行反应熔体浸渗处理，得到密度为2.0-4.0g/cm3的碳/陶刹车盘。
优选地，所述金属丝质量占比为25％～75％，碳纤维质量占比为75％～25％。
优选地，所述碳源气体为丙烯、天然气、丙烷中的一种或多种。
优选地，所述稀释气体为氮气、氢气中的一种或多种。
优选地，所述体积比为5:1～1:1。
优选地，所述化学气相沉积的沉积温度为900℃～1050℃，沉积时间为100～300h。
优选地，所述加压浸渍处理时的压强为1～5MPa，浸渍时间为1～3h。
优选地，所述树脂为酚醛树脂、呋喃树脂或糠酮树脂。
优选地，所述高温为1300～1800℃。
优选地，所述金属丝采用铁、钼、钨、镍、铬、钽、铌高温金属或高温合金制成。
优选地，所述纤维采用日本东丽T700/T300级别碳纤维或同级别进口或国产纤维，纤维丝束大小采用1K、3K、6K、12K、24K、48K。
优选地，所述树脂浸渍碳化增密可使用沥青浸渍碳化增密。
优选地，采用沥青浸渍碳化增密时，所述沥青浸渍液的温度为200～400℃，加压浸渍处理时的压强为4～8MPa，浸渍时间为1～3h。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过将碳纤维丝束和金属丝分别制备成碳-金属丝混合纤维布以及碳-金属丝混合纤维束，在传统碳纤维三维针刺预制体的工艺基础上，改变接力式针刺结合碳布和网胎的方式，在厚度方向上引入整束碳-金属丝混合纤维贯穿其中，然后采用化学气相沉积、树脂浸渍碳化和反应溶体渗透制备碳陶刹车盘主要有以下优点：
(1)碳-金属丝混合纤维布和碳-金属丝混合纤维束制备成型碳-金属丝三维穿刺混编预制体，整束混合纤维使得金属丝在三维结构中均匀分布，提高了材料整体物相的均匀性。
(2)整束碳-金属丝混合纤维贯穿材料内部使得整体一致性得到提高，材料的层间结合性能更高，同时整束混合纤维相较于针刺短纤维更能提高材料的整体导热性，降低制动过程中盘面温度。
(3)预制体在厚度方向上形成较多的贯穿性孔洞，为后续的化学气相沉积、浸渍碳化和反应溶体渗透分别提供裂解气体、树脂以及陶瓷相进入材料内部的通道，有益于提高预制体在后续工艺过程的致密化效率。
(4)采用碳纤维和金属丝混编的方式，材料内部引入较多的金属物相，金属相较于碳相具有更高的比热容，可以显著提高碳陶刹车盘的整体热库，降低刹车盘整体温度，避免刹车盘制动过程中温度过高对周边部件的影响，提高制动***的安全性。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，包括以下步骤：
步骤①：碳-金属纤维混编预制体的制备
采用无捻聚丙烯腈长碳纤维丝和金属丝分别制备碳-金属丝混合纤维布以及碳-金属丝混合纤维束，由单层0°碳-金属丝混合纤维布，碳纤维网胎、单层90°碳-金属丝混合纤维布、碳纤维网胎采用碳-金属丝混合纤维束整体穿刺结合的方法制成碳-金属丝三维穿刺混编预制体，其中金属丝质量占比为25％，碳纤维质量占比为75％。纤维采用日本东丽T700级别碳纤维，纤维丝束大小采用1K。金属丝采用铁高温金属制成。
步骤②：化学气相沉积
采用丙烯作为碳源气体，以氮气作为稀释气体，碳源气体和稀释气体的体积比为5:1对碳-金属丝三维穿刺混编预制体进行化学气相沉积，沉积温度为900℃℃，沉积时间为300h。
步骤③：树脂浸渍碳化增密
将沉积有热解碳的碳-金属丝三维穿刺混编预制体置于树脂浸渍液中，1MPa下加压浸渍处理3h。然后进行碳化处理，碳化温度为1000℃。按浸渍-碳化处理的方式循环操作直至得到需要的复合材料。其中树脂采用酚醛树脂。
其中步骤二和步骤三均为预制体碳基体增密，可单独采用步骤二或步骤三完成以上步骤碳基体增密目的。
步骤④：反应熔体浸渗处理：
将上述的碳-金属复合材料进行精加工成刹车盘，并在1500℃的温度下进行反应熔体浸渗(Si、Cu-Si、Fe-Si等)处理，得到密度为2.0g/cm3的碳/陶刹车盘。
上述实施例1中，树脂浸渍碳化增密可使用沥青浸渍碳化增密替代；采用沥青浸渍碳化增密时，沥青浸渍液的温度为200℃，加压浸渍处理时的压强为4MPa，浸渍时间为3h。
实施例2
一种碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，包括以下步骤：
步骤①：碳-金属纤维混编预制体的制备
采用无捻聚丙烯腈长碳纤维丝和金属丝分别制备碳-金属丝混合纤维布以及碳-金属丝混合纤维束，由单层0°碳-金属丝混合纤维布，碳纤维网胎、单层90°碳-金属丝混合纤维布、碳纤维网胎采用碳-金属丝混合纤维束整体穿刺结合的方法制成碳-金属丝三维穿刺混编预制体，其中金属丝质量占比为45％，碳纤维质量占比为65％。纤维采用日本东丽T300级别碳纤维，纤维丝束大小采用3K、。金属丝采用钼高温金属制成。
步骤②：化学气相沉积
采用丙烷作为碳源气体，以氢气作为稀释气体，碳源气体和稀释气体的体积比为2:1对碳-金属丝三维穿刺混编预制体进行化学气相沉积，沉积温度为1100℃，沉积时间为100h。
步骤3：树脂浸渍碳化增密
将沉积有热解碳的碳-金属丝三维穿刺混编预制体置于树脂浸渍液中，2MPa下加压浸渍处理1h。然后进行碳化处理，碳化温度为700℃。按浸渍-碳化处理的方式循环操作直至得到需要的复合材料。其中树脂采用呋喃树脂。
其中步骤二和步骤三均为预制体碳基体增密，可单独采用步骤二或步骤三完成以上步骤碳基体增密目的。
步骤4：反应熔体浸渗处理：
将上述的碳-金属复合材料进行精加工成刹车盘，并在1800℃的温度下进行反应熔体浸渗(Si、Cu-Si、Fe-Si等)处理，得到密度为3.0g/cm3的碳/陶刹车盘。
上述实施例2中，树脂浸渍碳化增密可使用沥青浸渍碳化增密替代。采用沥青浸渍碳化增密时，沥青浸渍液的温度为300℃，加压浸渍处理时的压强为6MPa，浸渍时间为2h。
实施例3
一种碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，包括以下步骤：
步骤①：碳-金属纤维混编预制体的制备
采用无捻聚丙烯腈长碳纤维丝和金属丝分别制备碳-金属丝混合纤维布以及碳-金属丝混合纤维束，由单层0°碳-金属丝混合纤维布，碳纤维网胎、单层90°碳-金属丝混合纤维布、碳纤维网胎采用碳-金属丝混合纤维束整体穿刺结合的方法制成碳-金属丝三维穿刺混编预制体，其中金属丝质量占比为75％，碳纤维质量占比为25％。纤维采用日本东丽T700/T300级别碳纤维或同级别进口或国产纤维，纤维丝束大小可采用6K、12K、24K、48K中的一种。金属丝采用钨、镍、铬、钽、铌等高温金属或高温合金制成。
步骤②：化学气相沉积
采用甲烷作为碳源气体，以氮气或氢气作为稀释气体，碳源气体和稀释气体的体积比为1:1，或3:1，或4:1对碳-金属丝三维穿刺混编预制体进行化学气相沉积，沉积温度为900℃，沉积时间为200h。
步骤③：树脂浸渍碳化增密
将沉积有热解碳的碳-金属丝三维穿刺混编预制体置于树脂浸渍液中，3MPa或4MPa，或5MPa下加压浸渍处理2h。然后进行碳化处理，碳化温度为900℃。按浸渍-碳化处理的方式循环操作直至得到需要的复合材料。其中树脂采用糠酮树脂。
其中步骤二和步骤三均为预制体碳基体增密，可单独采用步骤二或步骤三完成以上步骤碳基体增密目的。
步骤4：反应熔体浸渗处理：
将上述的碳-金属复合材料进行精加工成刹车盘，并在1300℃的温度下进行反应熔体浸渗(Si、Cu-Si、Fe-Si等)处理，得到密度为2.0-4.0g/cm3的碳/陶刹车盘。
上述实施例3中，树脂浸渍碳化增密可使用沥青浸渍碳化增密替代，采用沥青浸渍碳化增密时，沥青浸渍液的温度为400℃，加压浸渍处理时的压强为8MPa，浸渍时间为1h。
通过上述实施例1-3制得的碳/陶刹车盘，通过将其与传统三维针刺碳陶材料、短纤模压碳陶材料进行测试，得到密度、层间结合强度、弯曲强度、导热系数、比热容进行测试，得表1。
表1为传统三维针刺碳陶材料、短纤模压碳陶材料与本发明的性能测试表
由表1可知，采用本发明的材料制得的刹车盘，其密度明显高于传统三维针刺碳陶材料、短纤模压碳陶材料，其层间结合强度更是远远超过了两者，弯曲强度也高于两者，是短纤模压碳陶材料的4倍，导热系数也远远超过两者，均是两者的2倍以上，而比热容也高于两者的08J/(kg·℃)，达到1.4J/(kg·℃)。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (13)
1.一种碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
①碳-金属纤维混编预制体的制备：采用无捻聚丙烯腈长碳纤维丝和金属丝分别制备碳-金属丝混合纤维布以及碳-金属丝混合纤维束，由单层0°碳-金属丝混合纤维布，碳纤维网胎、单层90°碳-金属丝混合纤维布、碳纤维网胎采用碳-金属丝混合纤维束整体穿刺结合的方法制成碳-金属丝三维穿刺混编预制体；
②化学气相沉积：采用碳源气体和稀释气体，按体积比对碳-金属丝三维穿刺混编预制体进行化学气相沉积；
③树脂浸渍碳化增密：将沉积有热解碳的碳-金属丝三维穿刺混编预制体置于树脂浸渍液中，加压浸渍。然后进行碳化处理；
④反应熔体浸渗处理：将上述的碳-金属复合材料进行精加工成刹车盘，并在高温下进行反应熔体浸渗处理，得到密度为2.0-4.0g/cm3的碳/陶刹车盘。
2.根据权利要求1所述的碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于：所述金属丝质量占比为25％～75％，碳纤维质量占比为75％～25％。
3.根据权利要求1所述的碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于：所述碳源气体为丙烯、天然气、丙烷中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于：所述稀释气体为氮气、氢气中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于：所述体积比为5:1～1:1。
6.根据权利要求1所述的碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于：所述化学气相沉积的沉积温度为900℃～1050℃，沉积时间为100～300h。
7.根据权利要求1所述的碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于：所述加压浸渍处理时的压强为1～5MPa，浸渍时间为1～3h。
8.根据权利要求1所述的碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于：所述树脂为酚醛树脂、呋喃树脂或糠酮树脂。
9.根据权利要求1所述的碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于：所述高温为1300～1800℃。
10.根据权利要求1所述的碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于：所述金属丝采用铁、钼、钨、镍、铬、钽、铌高温金属或高温合金制成。
11.根据权利要求1所述的碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于：所述纤维采用日本东丽T700/T300级别碳纤维或同级别进口或国产纤维，纤维丝束大小采用1K、3K、6K、12K、24K、48K。
12.根据权利要求1所述的碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于：所述树脂浸渍碳化增密可使用沥青浸渍碳化增密。
13.根据权利要求12所述的碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法，其特征在于：采用沥青浸渍碳化增密时，所述沥青浸渍液的温度为200～400℃，加压浸渍处理时的压强为4～8MPa，浸渍时间为1～3h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211489153.8A CN115724677A (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 一种碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211489153.8A CN115724677A (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 一种碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115724677A true CN115724677A (zh) | 2023-03-03 |
Family
ID=85298307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211489153.8A Pending CN115724677A (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 一种碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115724677A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19815308A1 (de) * | 1998-04-06 | 1999-10-14 | Daimler Chrysler Ag | Verstärkungsfasern und Faserbündel, insbesondere für Faserverbundwerkstoffe, Verfahren zu deren Herstellung sowie Faserverbundwerkstoff mit Verstärkungsfasern |
| CN103724028A (zh) * | 2013-07-23 | 2014-04-16 | 太仓派欧技术咨询服务有限公司 | 一种在1600℃以下长期使用的金属陶瓷基复合材料 |
| CN105803637A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-07-27 | 江南大学 | 一种浅交弯联结构碳纤维/铜纤维炭基摩擦材料及其制备方法 |
| CN108440010A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-08-24 | 航天材料及工艺研究所 | 一种混杂纤维增强超高温抗烧蚀复合材料及其制备方法 |
| CN110372390A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-10-25 | 华中科技大学 | 基于増材制造的连续纤维增强SiC零件制备方法及产品 |
| CN114249602A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-29 | 宜兴市新立织造有限公司 | 一种编织c/c复合材料制动盘的制备方法及其连接方法 |
| CN115368140A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-22 | 湖南博云新材料股份有限公司 | 一种低磨损的碳陶刹车材料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-11-25 CN CN202211489153.8A patent/CN115724677A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19815308A1 (de) * | 1998-04-06 | 1999-10-14 | Daimler Chrysler Ag | Verstärkungsfasern und Faserbündel, insbesondere für Faserverbundwerkstoffe, Verfahren zu deren Herstellung sowie Faserverbundwerkstoff mit Verstärkungsfasern |
| CN103724028A (zh) * | 2013-07-23 | 2014-04-16 | 太仓派欧技术咨询服务有限公司 | 一种在1600℃以下长期使用的金属陶瓷基复合材料 |
| CN105803637A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-07-27 | 江南大学 | 一种浅交弯联结构碳纤维/铜纤维炭基摩擦材料及其制备方法 |
| CN108440010A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-08-24 | 航天材料及工艺研究所 | 一种混杂纤维增强超高温抗烧蚀复合材料及其制备方法 |
| CN110372390A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-10-25 | 华中科技大学 | 基于増材制造的连续纤维增强SiC零件制备方法及产品 |
| CN114249602A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-29 | 宜兴市新立织造有限公司 | 一种编织c/c复合材料制动盘的制备方法及其连接方法 |
| CN115368140A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-22 | 湖南博云新材料股份有限公司 | 一种低磨损的碳陶刹车材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104692823B (zh) | 一种受电弓用c/c复合材料滑条的制备方法 | |
| US5217657A (en) | Method of making carbon-carbon composites | |
| US7938992B2 (en) | CVI followed by coal tar pitch densification by VPI | |
| US7927523B2 (en) | Densification of C-C composites with pitches followed by CVI/CVD | |
| CN100501185C (zh) | 一种高速列车碳/碳制动材料的制备方法 | |
| JPS605070A (ja) | 複合材料およびその製造法 | |
| CN114457504B (zh) | 一种C/C-SiC预制件、C/C-SiC复合材料及其制备方法和应用 | |
| US5773122A (en) | Reinforced carbon composites | |
| JP3151580B2 (ja) | 炭素材料の製造法 | |
| CN108947556B (zh) | 一种基于单向带工艺的碳碳复合材料制备方法 | |
| CN114436669A (zh) | 一种一维高导热c/c复合材料的制备方法 | |
| CN113896557B (zh) | 一种C/ZrC-SiC复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN113121253B (zh) | 一种超高温C/SiHfBCN陶瓷基复合材料及其制备方法 | |
| CN115724677A (zh) | 一种碳-金属纤维混编碳陶刹车盘的制备方法 | |
| CN116330756A (zh) | 一种复合型碳碳复合材料及其制备方法 | |
| US5554354A (en) | Carbon fiber-reinforced carbon composite material and process for producing the same | |
| CN114853495A (zh) | 一种高压强热压烧结炉用炭/炭热压模具的制备方法 | |
| CN115073197A (zh) | 高导热沥青基炭纤维增强多孔炭炭复合材料的制备方法 | |
| CN109627031B (zh) | 一种SiCw定向高强韧陶瓷基复合材料及其制备方法 | |
| EP0656331B1 (en) | A method for preparing a carbon/carbon composite material | |
| JP2000169250A (ja) | 炭素繊維強化炭素複合材の製造方法 | |
| JP3138937B2 (ja) | 炭素／炭素複合材料の製造法 | |
| CN116606158A (zh) | 一种基于聚芳基乙炔树脂快速制备高密度c/c复合材料的方法 | |
| CN116410011A (zh) | 一种碳-铜纤维模压受电弓碳滑板复合材料及其制备方法 | |
| CN117945777A (zh) | 一种高强度碳-碳复合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230303 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |