CN116409023A - 一种耐高温碳碳复合体及其生产方法、碳纤维预制体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐高温碳碳复合体及其生产方法、碳纤维预制体，涉及太阳能光伏技术领域。方法包括：在少织点碳纤维集合体的表面铺设至少一层碳纤维网胎，针刺形成复合布；在模具的外表面设置碳纤维结构，以获得碳纤维预制体；碳纤维结构包括：层叠设置的机加层和第一预制体本体；至少一层机加层包含网孔结构；网孔结构由至少一层多织点碳纤维织物铺设形成；从碳纤维预制体中去除模具，并进行致密处理，得到机加前体；从机加前体中去除机加层。碳纤维平直均匀排列，最大化发挥碳纤维拉伸性能，复合布减少了高温蒸汽的侵入通道，延长了耐高温碳碳复合体的寿命。机加层利于气相沉积，能够防止表面结壳。

Description

一种耐高温碳碳复合体及其生产方法、碳纤维预制体
技术领域
本发明涉及太阳能光伏技术领域，特别是涉及一种耐高温碳碳复合体及其生产方法、碳纤维预制体。
背景技术
耐高温碳碳复合体广泛应用于航天航空领域、耐摩擦领域、炉体热场中等。目前，耐高温碳碳复合体的生产方法主要是：采用双向平纹结构与碳纤维网胎交替层叠并针刺，再经过致密化、去除机加层等。
发明人在研究上述现有技术的过程中发现：现有的耐高温碳碳复合体的生产方法制备的耐高温碳碳复合体，使用寿命较短。
发明内容
本发明提供一种耐高温碳碳复合体及其生产方法、碳纤维预制体，旨在解决制备的耐高温碳碳复合体，使用寿命较短的问题。
本发明的第一方面，提供一种耐高温碳碳复合体及其生产方法，所述方法包括：
在少织点碳纤维集合体的表面铺设至少一层碳纤维网胎，然后针刺形成复合布；所述少织点碳纤维集合体包括：无纬布，和/或，平行排列成平面的至少一束第一碳纤维长丝束；
在模具的外表面设置碳纤维结构，以获得碳纤维预制体；所述碳纤维结构包括：层叠设置的机加层和第一预制体本体；所述机加层位于所述模具和所述第一预制体本体之间，和/或，所述机加层位于所述第一预制体本体远离所述模具的一侧；至少一层机加层包含网孔结构；所述网孔结构由至少一层多织点碳纤维织物铺设形成；所述第一预制体本体由至少一层单元层层叠针刺形成；所述单元层为：对所述复合布绕丝后，再铺设至少一层碳纤维网胎后针刺形成；
从所述碳纤维预制体中去除所述模具，并进行致密处理，得到机加前体；
从所述机加前体中去除所述机加层。
本发明实施例中，在少织点碳纤维集合体的表面铺设至少一层碳纤维网胎，然后针刺形成复合布，少织点碳纤维集合体中的织点较少，相当于降低了碳纤维交织弯曲的幅度，使碳纤维尽可能平直均匀排列，最大化发挥碳纤维拉伸性能，提高了复合布承载极限，可以提升耐高温碳碳复合体的寿命。而且，复合布中，碳纤维较大概率均平直均匀排列，织点较少，减少了耐高温碳碳复合体中高温蒸汽的侵入通道，从很大程度上减少了热高温蒸汽的腐蚀程度，进一步延长了耐高温碳碳复合体的寿命。同时，至少一层机加层中的中的多织点碳纤维织物，使得机加层的孔隙率较高，利于致密化处理中的气相沉积，能够防止表面结壳，且机加层在做成成品前被去除，不会影响成品的使用寿命。少织点碳纤维集合体中的织点较少，进而上述耐高温碳碳复合体中织点也较少，使得耐高温碳碳复合体的厚度或面密度等受到的限制较少，可以制得厚度较厚、面密度较大的耐高温碳碳复合体，可以增大耐高温碳碳复合体的适用范围。
可选的，在所述模具为坩埚模具、保温筒模具的情况下，所述机加层仅位于所述模具和所述第一预制体本体之间；
在所述模具为热屏外胆模具的情况下，所述机加层仅位于所述第一预制体本体远离所述模具的一侧。
可选的，至少一层所述机加层包括：由至少一层所述单元层层叠针刺形成的余量部分。
可选的，在一层所述机加层同时包括所述网孔结构和所述余量部分的情况下，所述余量部分位于所述网孔结构和所述第一预制体本体之间，所述余量部分和所述第一预制体本体一体成型；所述余量部分的厚度为1-3mm；所述余量部分的厚度为：所述余量部分在沿着机加层和第一预制体本体的层叠方向上的尺寸。
可选的，所述模具包括与其轴向平行的直臂部分、与所述直臂部分垂直的底部，以及连接所述直臂部分和所述底部的弧部；
在所述弧部的厚度大于所述直臂的厚度，且两个厚度差大于或等于5mm的情况下，所述碳纤维结构还包括：位于所述单元层的外表面，且与所述弧部相对设置的第二预制体本体；所述第二预制体本体由所述复合布绕制形成；所述直臂的厚度为：所述直臂在垂直于模具的轴向的方向上的尺寸。
可选的，机加层的面密度小于或等于第一预制体本体的面密度，和/或，机加层的面密度小于或等于第二预制体本体的面密度。
可选的，机加层的面密度小于或等于350g/m2；和/或，第一预制体本体的面密度大于或等于400g/m2；和/或，第二预制体本体的面密度大于或等于400g/m2。
可选的，对所述复合布绕丝的步骤，包括：采用第二碳纤维长丝束先对复合布斜向绕丝，再对复合布环向绕丝；其中，环向绕丝过程中，第二碳纤维长丝束与模具的轴向垂直。
本发明的第二方面，提供一种碳纤维预制体，包括：层叠设置的第一预制体本体以及机加层；在第一预制体本体和机加层层叠的方向上，所述机加层位于所述第一预制体本体的至少一侧；
所述第一预制体本体由至少一层单元层层叠形成；所述单元层由复合布绕丝后，再层叠至少一层碳纤维网胎组成；
所述复合布由少织点碳纤维集合体的平面层叠至少一层碳纤维网胎组成；所述少织点碳纤维集合体包括：无纬布，和/或，平行排列成平面的至少一束第一碳纤维长丝束；
至少一层机加层包含网孔结构；所述网孔结构由至少一层多织点碳纤维织物层叠形成。
可选的，在所述第一预制体本体中单元层的层数大于1的情况下，相邻的单元层中，第一碳纤维长丝束之间的夹角大于0。
可选的，在所述第一预制体本体中单元层的层数大于或等于4的情况下，所述第一预制体本体包含至少一个第一单元层、至少一个第二单元层、至少一个第三单元层、至少一个第四单元层；
其中，第一单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向垂直，第二单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向平行，第三单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向之间的夹角为+45°，第四单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向之间的夹角为-45°。
上述碳纤维预制体与前述耐高温碳碳复合体的生产方法，具有相同或相似的有益效果，为了避免重复，此处不再赘述。
本发明的第三方面，提供一种耐高温碳碳复合体，包括：
至少一层单元层；在单元层的数量大于1的情况下，各个单元层层叠设置；
所述单元层由复合布绕丝后，再层叠至少一层碳纤维网胎组成；
所述复合布由少织点碳纤维集合体的平面层叠至少一层碳纤维网胎组成；所述少织点碳纤维集合体包括：无纬布，和/或，平行排列成平面的至少一束第一碳纤维长丝束。
上述耐高温碳碳复合体与前述耐高温碳碳复合体的生产方法，具有相同或相似的有益效果，为了避免重复，此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例中的一种耐高温碳碳复合体的生产方法的步骤流程图；
图2示出了本发明实施例中的一种平行排列成平面的第一碳纤维长丝束的结构示意图；
图3示出了本发明实施例中的一种碳纤维预制体的结构示意图；
图4示出了本发明实施例中的一种斜向绕丝的结构示意图；
图5示出了本发明实施例中的一种环向绕丝的结构示意图。
附图编号说明：
101-第一碳纤维长丝束，102-机加层，103-第一预制体本体，104-针刺缓冲层，105-第二碳纤维长丝束，200-模具，201-模具的弧部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例中的一种耐高温碳碳复合体的生产方法的步骤流程图。参照图1，该耐高温碳碳复合体生产方法包括如下步骤：
步骤S1，在少织点碳纤维集合体的表面铺设至少一层碳纤维网胎，然后针刺形成复合布；所述少织点碳纤维集合体包括：无纬布，和/或，平行排列成平面的至少一束第一碳纤维长丝束。
无纬布中织点较少，碳纤维交织弯曲幅度较小，碳纤维尽可能平直均匀排列，更大化发挥碳纤维拉伸性能，在无纬布的表面铺设至少一层碳纤维网胎，然后针刺形成复合布，复合布的承载能力较好，可以提升耐高温碳碳复合体的寿命。而且，无纬布中，碳纤维较大概率均平直均匀排列，织点较少，减少了耐高温碳碳复合体中高温蒸汽的侵入通道，从很大程度上减少了热高温蒸汽的腐蚀程度，进一步延长了耐高温碳碳复合体的寿命。
图2示出了本发明实施例中的一种平行排列成平面的第一碳纤维长丝束的结构示意图。参照图2所示，多束第一碳纤维长丝束101平行排列成平面。平行排列成平面的至少一束第一碳纤维长丝束，完全没有织点，碳纤维没有交织弯曲，碳纤维均平直均匀排列，最大化发挥碳纤维拉伸性能，在平行排列成平面的至少一束第一碳纤维长丝束的表面铺设至少一层碳纤维网胎，然后针刺形成复合布，复合布的承载能力较好，可以提升耐高温碳碳复合体的寿命。而且，平行排列成平面的至少一束第一碳纤维长丝束中，碳纤维最大概率均平直均匀排列，完全无织点，减少了耐高温碳碳复合体中高温蒸汽的侵入通道，从很大程度上减少了热高温蒸汽的腐蚀程度，进一步延长了耐高温碳碳复合体的寿命。
步骤S2，在模具的外表面设置碳纤维结构，以获得碳纤维预制体；所述碳纤维结构包括：层叠设置的机加层和第一预制体本体；所述机加层位于所述模具和所述第一预制体本体之间，和/或，所述机加层位于所述第一预制体本体远离所述模具的一侧；至少一层机加层包含网孔结构；所述网孔结构由至少一层多织点碳纤维织物铺设形成；所述第一预制体本体由至少一层单元层层叠针刺形成；所述单元层为：对所述复合布绕丝后，再铺设至少一层碳纤维网胎后针刺形成。
模具的形状、尺寸可以和耐高温碳碳复合体的形状、尺寸对应匹配，本发明实施例对此不作具体限定。在模具的外表面设置碳纤维结构，以获得碳纤维预制体。碳纤维结构包括：层叠设置的机加层和第一预制体本体。机加层位于模具和第一预制体本体之间，和/或，机加层位于第一预制体本体远离模具的一侧。也就是说，机加层的存在位置有三种情况：一种情况是，机加层仅位于模具和第一预制体本体之间；另一种情况是，机加层仅位于第一预制体本体远离模具的一侧；还有一种情况是，机加层位于模具和第一预制体本体之间，同时，机加层还位于第一预制体本体远离模具的一侧。至于机加层的具体存在位置，根据实际需要进行设定，本发明实施例，对此不作具体限定。
图3示出了本发明实施例中的一种碳纤维预制体的结构示意图。图3中200为模具，碳纤维结构包括：层叠设置的机加层102和第一预制体本体103。图3中，机加层102位于模具200和第一预制体本体103之间，机加层102还位于第一预制体本体103远离200模具的一侧。图3中104可以为针刺缓冲层。针刺缓冲层104的作用主要在于在针刺过程中，给刺针一个缓冲。针刺缓冲层104的材料可以为PVC板等，本发明实施例对此不作具体限定。
至少一层机加层包含网孔结构，该网孔结构由至少一层多织点碳纤维织物铺设形成。具体的，如果机加层仅位于第一预制体本体远离模具的一侧，则，该机加层中就含有上述网孔结构。如果机加层仅位于第一预制体本体和模具之间，则，该机加层中就含有上述网孔结构。如果机加层位于模具和第一预制体本体之间，同时，机加层还位于第一预制体本体远离模具的一侧，则，可以是只有位于模具和第一预制体本体之间的机加层包含上述网孔结构；还可以是，只有位于第一预制体本体远离模具的一侧的机加层包含上述网孔结构；还可以是位于模具和第一预制体本体之间的机加层、位于第一预制体本体远离模具的一侧的机加层均包含上述网孔结构，本发明实施例对此也不作具体限定。上述多织点碳纤维织物可以是比无纬布织点多的碳纤维织物，例如，多织点碳纤维织物可以是碳纤维平纹织物或碳纤维斜纹织物等，本发明实施例对此也不作具体限定。在网孔结构中，多织点碳纤维织物的层数大于1的情况下，可以对铺设的多织点碳纤维织物进行针刺。该网孔结构还可以包含有碳纤维网胎，例如，碳纤维网胎和多织点碳纤维织物层叠铺设，并针刺形成该网孔结构。
至少一层机加层含有上述网孔结构，而网孔结构由多织点碳纤维织物铺设形成，多织点意味着孔隙率较高，则，机加层的孔隙率较高，利于致密化处理中的气相沉积，能够防止表面结壳，且机加层在做成成品前被去除，即使，机加层中存在多织点碳纤维织物，由于在做成成品前会被去除，就不会向成品中引入高温蒸汽的侵入通道，就不会影响成品的使用寿命。并且，上述网孔结构可以无需绕丝，生产方式简单。
可选的，网孔结构的孔隙率大于第一预制体本体的孔隙率，利于致密化处理中的气相沉积，能够防止表面结壳，且机加层在做成成品前被去除，就不会向成品中引入高温蒸汽的侵入通道，就不会影响成品的使用寿命。
可选的，网孔结构的面密度小于第一预制体本体的面密度，和/或，网孔结构中碳纤维的强度小于第一预制体本体中碳纤维的强度，和/或，网孔结构中碳纤维的模量小于第一预制体本体中碳纤维的模量，一方面，利于致密化处理中的气相沉积，能够防止表面结壳，且机加层在做成成品前被去除，就不会向成品中引入高温蒸汽的侵入通道，就不会影响成品的使用寿命。另一方面还可以降低成本，便于加工。
可选的，至少一层机加层可以包括：由至少一层上述单元层层叠针刺形成的余量部分。具体的，如果机加层仅位于第一预制体本体远离模具的一侧，则，该机加层中可以含有上述网孔结构和余量部分。如果机加层仅位于第一预制体本体和模具之间，则，该机加层中可以含有上述网孔结构和余量部分。如果机加层位于模具和第一预制体本体之间，同时，机加层还位于第一预制体本体远离模具的一侧，则，上述余量部分可以位于两层机加层中的至少一层中，至于该余量部分和上述网孔结构是否位于同一层机加层中，本发明实施例中，对此不作具体限定。例如，位于模具和第一预制体本体之间的机加层仅包含网孔结构，就是说网孔结构直接作为机加层；位于第一预制体本体远离模具的一侧的机加层仅包含余量部分，就是说余量部分直接作为机加层。上述余量部分与第一预制体本体的制备方式相同，加工方式简便。
可选的，在一层机加层同时包括上述网孔结构和余量部分的情况下，余量部分位于网孔结构和第一预制体本体之间，也就是说，由上述单元层层叠针刺的余量部分紧靠第一预制体本体，在制备过程中，第一预制体本体和余量部分一体成型或一次性制备，生产方式简便，同时，网孔结构远离第一预制体本体，也就是网孔结构位于碳纤维预制体的外侧，更利于气相沉积，防止表面结壳。此种情况下，该余量部分可以作为机加余量存在。
可选的，在一层机加层同时包括上述网孔结构和余量部分的情况下，余量部分的厚度为1-3mm，余量部分的厚度为：余量部分在沿着机加层和第一预制体本体的层叠方向上的尺寸，余量部分厚度较小，利于节省成本。
对上述复合布绕丝后，再铺设至少一层碳纤维网胎后针刺形成单元层，由至少一层单元层层叠针刺形成第一预制体本体。对于形成单元层过程中，铺设多少层碳纤维网胎不作具体限定。对于第一预制体本体由多少层单元层层叠针刺形成也不作具体限定。上述第一预制体本体经后续处理后就是耐高温碳碳复合体，则，制成的耐高温碳碳复合体中，碳纤维交织弯曲的幅度很小甚至几乎没有，使碳纤维尽可能平直均匀排列，最大化发挥碳纤维拉伸性能，提高了复合布承载极限，可以提升耐高温碳碳复合体的寿命。而且，复合布中，碳纤维较大概率均平直均匀排列，织点较少，减少了耐高温碳碳复合体中高温蒸汽的侵入通道，从很大程度上减少了热高温蒸汽的腐蚀程度，进一步延长了耐高温碳碳复合体的寿命。少织点碳纤维集合体中的织点较少，进而上述耐高温碳碳复合体中织点也较少，使得第一预制体本体或耐高温碳碳复合体的厚度或面密度等受到的限制较少，可以制得厚度较厚、面密度较大的耐高温碳碳复合体，可以增大耐高温碳碳复合体的适用范围。
可选的，上述对复合布绕丝的步骤，可以包括：采用第二碳纤维长丝束先对复合布斜向绕丝，再对复合布环向绕丝；其中，环向绕丝过程中，第二碳纤维长丝束与模具的轴向垂直。图4示出了本发明实施例中的一种斜向绕丝的结构示意图。图4中第二碳纤维长丝束105与模具的轴线L不垂直，第二碳纤维长丝束105与模具的轴线L之间的夹角不作具体限定。图5示出了本发明实施例中的一种环向绕丝的结构示意图。图5中第二碳纤维长丝束105与模具的轴线L垂直。斜向绕丝主要会对接缝处进行补强，环向绕丝可以增强环向强度。需要说明的是，上述第二碳纤维长丝束可以与前述的第一碳纤维长丝束的强度、模量等可以对应相等或不等，本发明实施例对此不作具体限定。
可选的，在模具为坩埚模具、保温筒模具的情况下，机加层仅位于模具和第一预制体本体之间，也就是，机加层仅位于第一预制体本体的内侧，机加后得到的坩埚、保温筒的内表面更为光滑。而坩埚、保温筒的内表面需要作为装配面，坩埚、保温筒的内表面更为光滑，利于装配。而坩埚、保温筒在实际应用过程中，对外表面的光滑程度要求不高，可以不设置机加层，没有材料浪费，可以降低成本，且生产方法简便。
可选的，在模具为热屏外胆模具的情况下，机加层仅位于第一预制体本体远离模具的一侧，也就是，机加层仅位于第一预制体本体的外侧，机加后得到的热屏外胆的外表面更为光滑。而热屏外胆的外表面需要作为装配面，热屏外胆的外表面更为光滑，利于装配。而热屏外胆在实际应用过程中，对内表面的光滑程度要求不高，不设置机加层，没有材料浪费，可以降低成本，且生产方法简便。
可选的，参照图3所示，模具200包括与其轴向L平行的直臂部分、与直臂部分垂直的底部，以及连接直臂部分和所述底部的弧部201。在弧部201的厚度大于直臂的厚度，且弧部201的厚度与直臂的厚度，两个厚度差大于或等于5mm的情况下，碳纤维结构还包括：位于单元层的外表面，且与弧部201相对设置的第二预制体本体。第二预制体本体由复合布绕制形成。该直臂的厚度为：直臂在垂直于模具200的轴向L的方向上的尺寸。在两个厚度差大于或等于5mm的情况下，通过设置第二预制体本体使得制备得到的耐高温碳碳复合体中碳纤维的弯曲度较小，且制备方式简单。
可选的，机加层的面密度小于或等于第一预制体本体的面密度，和/或，机加层的面密度小于或等于第二预制体本体的面密度。机加层在形成成品前需要去掉，因此将其面密度设置的较低，可以降低生产成本，且制备方式简便，同时还可以利于致密化处理中的气相沉积，能够防止表面结壳，还不会影响成品的使用寿命。
可选的，机加层的面密度小于或等于350g/m2；和/或，第一预制体本体的面密度大于或等于400g/m2；和/或，第二预制体本体的面密度大于或等于400g/m2可以降低生产成本，且制备方式简便，同时还可以利于致密化处理中的气相沉积，能够防止表面结壳，还不会影响成品的使用寿命。
可选的，步骤S2中，在形成第一预制体本体的过程中，单元层层叠时，相邻单元层中，第一碳纤维长丝束之间的夹角大于0，也就是说，相邻的单元层中，第一碳纤维长丝束可以不平行，可以增加耐高温碳碳复合体在不同方向的抗挤压强度，大幅提升其整体力学性能，延长其使用寿命。需要说明的是，相邻单元层中，第一碳纤维长丝束之间的夹角大小不作具体限定。例如，相邻单元层中，第一碳纤维长丝束之间的夹角可以相等，进而形成的第一预制体本体或成品中相邻单元层中第一碳纤维长丝束与其轴向之间的夹角可以依次变大或依次变小，利于制备，且不同方向的抗挤压强度大致相等。
可选的，步骤S2中，在第一预制体本体中单元层的层数大于或等于4的情况下，第一预制体本体包含至少一个第一单元层、至少一个第二单元层、至少一个第三单元层、至少一个第四单元层。其中，第一单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向垂直，第二单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向平行，第三单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向之间的夹角为+45°，第四单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向之间的夹角为-45°。上述第一单元层、第二单元层、第三单元层、第四单元层是否相邻不作具体限定。上述单元层的设置方式，进一步可以增加耐高温碳碳复合体在不同方向的抗挤压强度，大幅提升其整体力学性能，延长其使用寿命。例如，抗弯强度可达140Mpa以上。
例如，相邻分布的一层第一单元层、一层第二单元层、一层第三单元层、一层第四单元层可以作为一个周期，以此周期循环铺设并针刺形成第一预制体本体。
可选的，对于复合布的面密度可以为300-500g/m2，碳纤维斜向缠绕角度45°，碳纤维网胎的面密度可以为50-120g/m2。步骤S2中的针刺深度可以为10-16mm，针刺密度24-45针/cm2，第一预制体本体的密度可以为0.5-0.7g/cm3，由此形成的耐高温碳碳复合体的寿命较长。
步骤S3，从所述碳纤维预制体中去除所述模具，并进行致密处理，得到机加前体。
致密处理的过程可以为对沉积致密，如气相沉积。在本发明实施例中，对该步骤不作具体限定。
步骤S4，从所述机加前体中去除所述机加层。
该步骤主要是通过机加处理，去除机加层。该步骤还可以包括表面处理等，本发明实施例，对此不作具体限定。
需要说明的是，在机加层包括由至少一层单元层层叠针刺形成的余量部分的情况下，由于余量部分中层叠针刺的单元层作为余量部分被机加掉，因此，耐高温碳碳复合体中单元层的层数会比碳纤维预制体中单元层的层数少。例如，若碳纤维预制体中单元层的层数为m，余量部分的单元层的层数为n，则耐高温碳碳复合体中单元层的层数可以为m-n层。在机加层不包括由余量部分的情况下，耐高温碳碳复合体中单元层的层数和碳纤维预制体中单元层的层数可以相等。
本发明实施例还提供一种碳纤维预制体，该碳纤维预制体包括：层叠设置的第一预制体本体以及机加层。在第一预制体本体和机加层层叠的方向上，机加层位于第一预制体本体的至少一侧。如，在层叠方向上，机加层仅位于第一预制体的任意一侧。或者，在层叠方向上，机加层位于第一预制体的两侧。
第一预制体本体由至少一层单元层层叠形成。单元层由复合布绕丝后，再层叠至少一层碳纤维网胎组成。复合布由少织点碳纤维集合体的平面层叠至少一层碳纤维网胎组成；所述少织点碳纤维集合体包括：无纬布，和/或，平行排列成平面的至少一束第一碳纤维长丝束。
碳纤维预制体中，至少一层机加层包含网孔结构；所述网孔结构由至少一层多织点碳纤维织物层叠形成。
该碳纤维预制体中，在第一预制体本体中单元层的层数大于1的情况下，相邻的单元层中，第一碳纤维长丝束之间的夹角大于0。
碳纤维预制体中，在第一预制体本体中单元层的层数大于或等于4的情况下，第一预制体本体包含至少一个第一单元层、至少一个第二单元层、至少一个第三单元层、至少一个第四单元层。其中，第一单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向垂直，第二单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向平行，第三单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向之间的夹角为+45°，第四单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向之间的夹角为-45°。
关于该碳纤维预制体可以参照前述耐高温碳碳复合体的生产方法中关于碳纤维预制体的相关记载，且能达到相同或类似的效果，为了避免重复，此处不再赘述。需要说明的是，该碳纤维预制体可以由前述的耐高温碳碳复合体的生产方法的步骤S1和步骤S2制备得到。至于该碳纤维预制体的其它生产制备方法不作具体限定。
本发明实施例还提供一种耐高温碳碳复合体，包括：至少一层单元层；在单元层的数量大于1的情况下，各个单元层层叠设置。单元层由复合布绕丝后，再层叠至少一层碳纤维网胎组成。复合布由少织点碳纤维集合体的平面层叠至少一层碳纤维网胎组成。少织点碳纤维集合体包括：无纬布，和/或，平行排列成平面的至少一束第一碳纤维长丝束。
关于该耐高温碳碳复合体可以参照前述耐高温碳碳复合体的生产方法中关于耐高温碳碳复合体的相关记载，且能达到相同或类似的效果，为了避免重复，此处不再赘述。该耐高温碳碳复合体可以由前述的耐高温碳碳复合体的生产方法2制备得到。至于该耐高温碳碳复合体的其它生产制备方法不作具体限定。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定都是本申请实施例所必须的。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (12)

1.一种耐高温碳碳复合体的生产方法，其特征在于，所述方法包括：
在少织点碳纤维集合体的表面铺设至少一层碳纤维网胎，然后针刺形成复合布；所述少织点碳纤维集合体包括：无纬布，和/或，平行排列成平面的至少一束第一碳纤维长丝束；
在模具的外表面设置碳纤维结构，以获得碳纤维预制体；所述碳纤维结构包括：层叠设置的机加层和第一预制体本体；所述机加层位于所述模具和所述第一预制体本体之间，和/或，所述机加层位于所述第一预制体本体远离所述模具的一侧；至少一层机加层包含网孔结构；所述网孔结构由至少一层多织点碳纤维织物铺设形成；所述第一预制体本体由至少一层单元层层叠针刺形成；所述单元层为：对所述复合布绕丝后，再铺设至少一层碳纤维网胎后针刺形成；
从所述碳纤维预制体中去除所述模具，并进行致密处理，得到机加前体；
从所述机加前体中去除所述机加层。
2.根据权利要求1所述的耐高温碳碳复合体的生产方法，其特征在于，在所述模具为坩埚模具、保温筒模具的情况下，所述机加层仅位于所述模具和所述第一预制体本体之间；
在所述模具为热屏外胆模具的情况下，所述机加层仅位于所述第一预制体本体远离所述模具的一侧。
3.根据权利要求1所述的耐高温碳碳复合体的生产方法，其特征在于，至少一层所述机加层包括：由至少一层所述单元层层叠针刺形成的余量部分。
4.根据权利要求3所述的耐高温碳碳复合体的生产方法，其特征在于，在一层所述机加层同时包括所述网孔结构和所述余量部分的情况下，所述余量部分位于所述网孔结构和所述第一预制体本体之间，所述余量部分和所述第一预制体本体一体成型；所述余量部分的厚度为1-3mm；所述余量部分的厚度为：所述余量部分在沿着机加层和第一预制体本体的层叠方向上的尺寸。
5.根据权利要求1所述的耐高温碳碳复合体的生产方法，其特征在于，所述模具包括与其轴向平行的直臂部分、与所述直臂部分垂直的底部，以及连接所述直臂部分和所述底部的弧部；
在所述弧部的厚度大于所述直臂的厚度，且两个厚度差大于或等于5mm的情况下，所述碳纤维结构还包括：位于所述单元层的外表面，且与所述弧部相对设置的第二预制体本体；所述第二预制体本体由所述复合布绕制形成；所述直臂的厚度为：所述直臂在垂直于模具的轴向的方向上的尺寸。
6.根据权利要求5所述的耐高温碳碳复合体的生产方法，其特征在于，机加层的面密度小于或等于第一预制体本体的面密度，和/或，机加层的面密度小于或等于第二预制体本体的面密度。
7.根据权利要求5或6所述的耐高温碳碳复合体的生产方法，其特征在于，机加层的面密度小于或等于350g/m2；和/或，第一预制体本体的面密度大于或等于400g/m2；和/或，第二预制体本体的面密度大于或等于400g/m2。
8.根据权利要求1-6中任一所述的耐高温碳碳复合体的生产方法，其特征在于，对所述复合布绕丝的步骤，包括：采用第二碳纤维长丝束先对复合布斜向绕丝，再对复合布环向绕丝；其中，环向绕丝过程中，第二碳纤维长丝束与模具的轴向垂直。
9.一种碳纤维预制体，其特征在于，包括：层叠设置的第一预制体本体以及机加层；在第一预制体本体和机加层层叠的方向上，所述机加层位于所述第一预制体本体的至少一侧；
所述第一预制体本体由至少一层单元层层叠形成；所述单元层由复合布绕丝后，再层叠至少一层碳纤维网胎组成；
所述复合布由少织点碳纤维集合体的平面层叠至少一层碳纤维网胎组成；所述少织点碳纤维集合体包括：无纬布，和/或，平行排列成平面的至少一束第一碳纤维长丝束；
至少一层机加层包含网孔结构；所述网孔结构由至少一层多织点碳纤维织物层叠形成。
10.根据权利要求9所述的碳纤维预制体，其特征在于，在所述第一预制体本体中单元层的层数大于1的情况下，相邻的单元层中，第一碳纤维长丝束之间的夹角大于0。
11.根据权利要求9或10所述的碳纤维预制体，其特征在于，
在所述第一预制体本体中单元层的层数大于或等于4的情况下，所述第一预制体本体包含至少一个第一单元层、至少一个第二单元层、至少一个第三单元层、至少一个第四单元层；
其中，第一单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向垂直，第二单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向平行，第三单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向之间的夹角为+45°，第四单元层中第一碳纤维长丝束与模具的轴向之间的夹角为-45°。
12.一种耐高温碳碳复合体，其特征在于，包括：
至少一层单元层；在单元层的数量大于1的情况下，各个单元层层叠设置；
所述单元层由复合布绕丝后，再层叠至少一层碳纤维网胎组成；
所述复合布由少织点碳纤维集合体的平面层叠至少一层碳纤维网胎组成；所述少织点碳纤维集合体包括：无纬布，和/或，平行排列成平面的至少一束第一碳纤维长丝束。
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