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一种缠绕炭/炭管材的制备方法

阅读:751发布:2023-01-22

专利汇可以提供一种缠绕炭/炭管材的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种缠绕炭/炭管材的制备方法,包括管状预制体缠绕成型、管状预制体 固化 -炭化处理、管状预制体 树脂 浸渍-炭化致密处理、炭/炭管材坯体高温处理、炭/炭管材坯体 机械加工 等步骤。本发明工艺简单,操作方便,制备的缠绕炭/炭管材产品具有良好的延展性、耐热性和耐 腐蚀 性。,下面是一种缠绕炭/炭管材的制备方法专利的具体信息内容。

1.一种缠绕炭/炭管材的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
(1)采用缠绕法制备管状预制体:将芯模固定在缠绕机上,将预浸过树脂的炭纤维缠绕在芯模上并施加0.5Kg-3Kg的拉,制得管状预制体,所述芯模为芯或石墨芯;
(2)固化-炭化处理:将步骤(1)中的管状预制体进行固化-炭化处理,固化温度
130-220℃,炭化温度为750-1200℃,对于采用钢芯的管状预制体进行脱模处理;
(3)树脂浸渍-炭化致密工艺:在压力为1.0~3.0Mpa的条件下,在浸渍罐中对步骤(2)中经固化-炭化处理后的管状预制体进行树脂浸渍,出罐后进行固化处理,然后转入炭化炉进行炭化处理制得炭/炭管材坯体,所述固化处理温度为130-220℃,炭化处理温度为
750-1200℃;
3
(4)重复步骤(3),直至所述炭/炭管材坯体的密度≥1.30g/cm ;
(5)高温处理工艺:在真空或者保护气氛下,将步骤(4)中的炭/炭管材坯体进行高温处理,所述高温处理温度为1600-2500℃;
(6)将步骤(5)中经高温处理后的炭/炭管材坯体进行机械加工,即得到缠绕炭/炭管材。
2.按照权利要求1所述的一种缠绕炭/炭管材的制备方法,其特征在于,步骤(1)中的树脂为树脂、呋喃树脂或环树脂。
3.按照权利要求1所述的一种缠绕炭/炭管材的制备方法,其特征在于,步骤(3)中的树脂为酚醛树脂或呋喃树脂。
4.按照权利要求1所述的一种缠绕炭/炭管材的制备方法,其特征在于:步骤(6)中所述缠绕炭/炭管材的直径为30~500mm,长度100~1500mm。

说明书全文

一种缠绕炭/炭管材的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种管材的制备方法,尤其是涉及一种缠绕炭/炭管材的制备方法。

背景技术

[0002] 现有的用于石墨加热器、蒸发器、再沸器的管材,材料耐高温性能、延展性、耐腐蚀性能的方面均存在不理想之处,影响了产品的使用寿命和质量

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足,提供一种缠绕炭/炭管材的制备方法,以制备出延展性、耐热性及耐腐蚀性好的缠绕炭/炭管材。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种缠绕炭/炭管材的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
[0005] (1)采用缠绕法制备管状预制体:将芯模固定在缠绕机上,将预浸过树脂的炭纤维缠绕在芯模上并施加0.5Kg-3Kg的拉,制得管状预制体,所述芯模为芯或石墨芯;
[0006] (2)固化-炭化处理:将步骤(1)中的管状预制体进行固化-炭化处理,固化温度为130-220℃,炭化温度为750-1200℃,对于采用钢芯的管状预制体进行脱模处理;
[0007] (3)树脂浸渍-炭化致密工艺:在压力为1.0~3.0Mpa的条件下,在浸渍罐中对步骤(2)中经固化-炭化处理后的管状预制体进行树脂浸渍,出罐后进行固化处理,然后转入炭化炉进行炭化处理制得炭/炭管材坯体,所述固化处理温度为130-220℃,炭化处理温度为750-1200℃;
[0008] (4)重复步骤(3),直至所述炭/炭管材坯体的密度≥1.30g/cm3;
[0009] (5)高温处理工艺:在真空或者保护气氛下,将步骤(4)中的炭/炭管材坯体进行高温处理,所述高温处理温度为1600-2500℃;
[0010] (6)将步骤(5)中经高温处理后的炭/炭管材坯体进行机械加工,即得到缠绕炭/炭管材。
[0011] 上述步骤(1)中的树脂为树脂、呋喃树脂或环树脂。
[0012] 上述步骤(3)中的树脂为酚醛树脂或呋喃树脂。
[0013] 上述步骤(6)中所述缠绕炭/炭管材的直径为30~500mm,长度100~1500mm。
[0014] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0015] (1)炭/炭管材相对于石墨管材,可有效提高管材的强度、延展性。
[0016] (2)采用缠绕法制备缠绕预制体,可使炭/炭管材一次成型,相对于石墨管材的挤压成型,可有效防止管材的变形
[0017] 下面通过附图实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

[0018] 实施例1
[0019] (1)采用缠绕法制备管状预制体:选取25mm直径的钢芯模固定在缠绕机上,对预浸过树脂的炭纤维施加0.5Kg的拉力,制得长度为110mm的管状预制体,所述树脂为酚醛树脂、呋喃树脂或环氧树脂
[0020] (2)固化-炭化处理:将步骤(1)制备的管状预制体进行固化-炭化处理,固化温度为130℃,炭化温度为750℃,对炭化后的管状预制体进行进行脱模处理。
[0021] (3)树脂浸渍-炭化致密工艺:在1.0MPa压力条件下,在浸渍罐中对步骤(2)中经固化-炭化处理后的管状预制体进行树脂浸渍,出罐后进行固化处理,然后转炭化炉进行炭化处理制得炭/炭管材坯体,所述固化处理温度为130℃,炭化温度为750℃;所述树脂为酚醛树脂或呋喃树脂。
[0022] (4)重复步骤(3),直至所述炭/炭管材坯体的密度≥1.30g/cm3;
[0023] (5)高温处理工艺:在真空或者保护气氛下,将步骤(3)中的炭/炭管材坯体进行高温处理,所述高温处理温度为1600℃。
[0024] (6)将步骤(5)中高温处理后的炭/炭管材坯体进行机械加工,即可得到直径为30mm、长度为100mm的缠绕炭/炭管材产品。
[0025] 实施例2
[0026] (1)采用缠绕法制备管状预制体:选取245mm直径的石墨芯模固定在缠绕机上,对预浸过树脂的炭纤维施加1.5Kg的拉力,制得长度为760mm的管状预制体,所述树脂为酚醛树脂、呋喃树脂或环氧树脂。
[0027] (2)固化-炭化处理:将步骤(1)制备的管状预制体进行固化-炭化处理,固化温度为180℃,炭化温度为950℃。
[0028] (3)树脂浸渍-炭化致密工艺:在2.0MPa压力条件下,在浸渍罐中对步骤(2)中经固化-炭化处理后的管状预制体进行树脂浸渍,出罐后进行固化处理,然后转炭化炉进行炭化处理制得炭/炭管材坯体,所述固化处理温度为180℃,炭化温度为950℃;所述树脂为酚醛树脂或呋喃树脂。
[0029] (4)重复步骤(3),直至所述炭/炭管材坯体的密度≥1.30g/cm3;
[0030] (5)高温处理工艺:在真空或者保护气氛下,将步骤(3)中的炭/炭管材坯体进行高温处理,所述高温处理温度为2000℃。
[0031] (6)将步骤(5)中高温处理后的炭/炭管材坯体进行机械加工,即可得到直径为250mm、长度为750mm的缠绕炭/炭管材产品。
[0032] 实施例3
[0033] (1)采用缠绕法制备管状预制体:选取495mm直径的石墨芯模固定在缠绕机上,对预浸过树脂的炭纤维施加3.0Kg的拉力,制得长度为1510的管状预制体,所述树脂为酚醛树脂、呋喃树脂或环氧树脂。
[0034] (2)固化-炭化处理:将步骤(1)制备的管状预制体进行固化-炭化处理,固化温度为220℃,炭化温度为1200℃。
[0035] (3)树脂浸渍-炭化致密工艺:在3.0MPa压力条件下,在浸渍罐中对步骤(2)中经固化-炭化处理后的管状预制体进行树脂浸渍,出罐后进行固化处理,然后转炭化炉进行炭化处理制得炭/炭管材坯体,所述固化处理温度为220℃,炭化温度为1200℃;所述树脂为酚醛树脂或呋喃树脂。
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