專(zhuān)利名稱(chēng)：物理場(chǎng)作用下化學(xué)氣相沉積快速制備炭／炭復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化合物分解法，尤其是沉積炭及碳化物的方法。
背景技術(shù)：
通常采用的化學(xué)氣相沉積方法(CVI)制備炭/炭復(fù)合材料，按其動(dòng)力學(xué)的手段不同，主要方法有以下幾種1.等溫CVI纖維坯體位于熱壁的均熱反應(yīng)器內(nèi)，因?yàn)榕黧w內(nèi)外存在濃度梯度的驅(qū)動(dòng)，前驅(qū)氣體和反應(yīng)生成物廢氣在載氣的作用下，分別向坯體的內(nèi)部和外部擴(kuò)散，從而完成沉積化學(xué)反應(yīng)。此方法的缺點(diǎn)(1)每爐沉積的時(shí)間長(zhǎng)，一般為600～2000h；(2)存在密度梯度，密度內(nèi)低外高；(3)達(dá)到設(shè)計(jì)密度之前坯體表面易結(jié)殼，需中斷CVI過(guò)程進(jìn)行機(jī)加工；(4)小反應(yīng)器成本高，大反應(yīng)器每一爐生產(chǎn)的工件多，其存貨、重復(fù)勞動(dòng)和廢料致使成本上升；(5)前驅(qū)氣體的轉(zhuǎn)變效率低，為5～10％。
2.脈沖CVI此工藝是一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)的等溫CVI，即通過(guò)交替地充氣和抽氣，使?fàn)t內(nèi)的壓力呈脈沖式周期變化。抽排后，爐內(nèi)處于低壓，然后通入的氣體就能較快地滲入坯體內(nèi)部，盡管加快了沉積速率，減少了表面成殼的幾率；但此工藝對(duì)設(shè)備的要求高。
3.熱梯度CVI發(fā)熱體設(shè)計(jì)在坯體的中心，坯體的外圍是冷壁環(huán)境，于是坯體內(nèi)形成內(nèi)高外低的熱梯度，反應(yīng)氣體從坯體的冷邊擴(kuò)散至熱端發(fā)生沉積反應(yīng)；沉積后的坯體導(dǎo)熱性提高，使熱端沉積區(qū)外移，最后使整個(gè)坯體發(fā)生沉積而致密。此方法的缺點(diǎn)(1)沉積時(shí)間長(zhǎng)；(2)在較厚的坯體內(nèi)部存在密度梯度和微觀結(jié)構(gòu)的差別；(3)控制沉積或滲透的條件比較困難；(4)每次只能沉積一種坯體；(5)坯體最外面的冷面難以致密，需要機(jī)加工；(6)不同形狀和尺寸的坯體需不同的線圈和裝置。
4.壓差CVI在坯體的兩面形成壓力差，使坯體加熱的同時(shí)，反應(yīng)氣體被強(qiáng)迫通過(guò)坯體而發(fā)生沉積反應(yīng)，使坯體致密。此方法的缺點(diǎn)(1)預(yù)制體內(nèi)部存在密度梯度和相對(duì)較低的平均密度；(2)基體的微觀結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料的物理性能存在空間上的差別；(3)只適合薄件而對(duì)厚狀坯體沉積效果有限；(4)每次只能沉積一個(gè)樣品；(5)一般要求較高的溫度、特別形狀的坯體和昂貴的設(shè)備，而且設(shè)備經(jīng)常需要更換；(6)由于壓力差，導(dǎo)致一些坯體變形和扭曲，往往需要后續(xù)機(jī)加工，增加了成本和時(shí)間的消耗；(7)壓力較高，不好調(diào)節(jié)。
5.強(qiáng)迫流動(dòng)CVI該工藝是將預(yù)制體置于石墨保持器中，上端面加熱，下端面冷卻，前驅(qū)體由下端向上輸送，沉積由上往下進(jìn)行。使坯體中間時(shí)形成熱梯度和壓力梯度。缺點(diǎn)(1)不適合復(fù)雜形狀的預(yù)制體；(2)每次只能處理一個(gè)樣品，規(guī)模化困難大；(3)設(shè)備復(fù)雜，需價(jià)格昂貴的石墨固定物，且不同的尺寸的坯體需不同的石墨固定物。
6.化學(xué)液相氣化滲透工藝CLVI使用液體低分子有機(jī)物碳?xì)浠衔镒魈荚辞膀?qū)體，把成型坯體浸在其中，加熱使液體碳?xì)浠衔锓序v變?yōu)闅怏w在坯體內(nèi)擴(kuò)散，當(dāng)氣體蒸氣壓達(dá)到其沉積溫度所需的飽和蒸氣壓時(shí)，就在纖維上隨機(jī)分布的活性位置發(fā)生沉積反應(yīng)。此工藝的缺點(diǎn)(1)難以沉積大尺寸的坯體；(2)存在液氣相的轉(zhuǎn)化，使得設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜；(3)一次只能處理幾件樣品，成本較高；(4)沉積工藝難以把握，很難保證熱解炭結(jié)構(gòu)和密度的均勻性。
從上面的幾種方法的分析不難看出，每種方法都存在動(dòng)力學(xué)上的矛盾，沉積反應(yīng)和氣體傳輸存在內(nèi)在的競(jìng)爭(zhēng)，沉積速率相對(duì)氣體傳輸過(guò)快會(huì)產(chǎn)生密度梯度，影響材料的性能，而過(guò)慢則致密化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述化學(xué)氣相沉積法CVI周期長(zhǎng)，致密化均勻性差等缺點(diǎn)，提高炭/炭復(fù)合材料的致密速度，調(diào)控?zé)峤馓康慕Y(jié)構(gòu)，降低制備成本。
本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種通過(guò)調(diào)控物理場(chǎng)，進(jìn)行化學(xué)氣相沉積快速制備炭/炭復(fù)合材料的方法，根據(jù)炭/炭復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能要求，結(jié)構(gòu)特征和幾何形狀進(jìn)行具體設(shè)計(jì)物理場(chǎng)導(dǎo)電層采用鎢絲、鉬絲和石墨層，通過(guò)導(dǎo)電層調(diào)控物理場(chǎng)。
將炭/炭復(fù)合材料坯體置于化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)，控制沉積溫度600～1100℃，以碳?xì)錃怏w為反應(yīng)氣體，以Ar或N2為稀釋氣體，碳?xì)錃怏w濃度5％至100％，反應(yīng)氣體流量0.2至1.2m2/h·m2；在1kPa至微正壓條件下，碳源氣體實(shí)施連續(xù)式或間斷式送氣，通過(guò)導(dǎo)電層的設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)工藝參數(shù)以獲得材料所需要結(jié)構(gòu)的基本熱解炭。
用鎢絲作導(dǎo)電層，以400×40×40mm3，密度為0.4g/cm3的針刺炭氈為沉積坯體，氮?dú)鉃檩d氣，丙烯為碳源氣，碳源氣體濃度為10～50％，導(dǎo)電層溫度為700～900℃，體系壓力為2-10kPa，沉積20小時(shí)，材料密度達(dá)到1.61g/cm3。其基體熱解炭的結(jié)構(gòu)為光滑層。
用石墨(層)片作導(dǎo)電層，以400×100×20mm3，密度為0.2g/cm3的炭氈為沉積坯體，氮?dú)鉃檩d氣，丙烯為碳源氣，碳源氣體濃度為20～70％，導(dǎo)電層溫度為850～1100℃，體系壓力為2-10kPa，沉積10小時(shí)，材料密度達(dá)到1.63g/cm3，20小時(shí)密度為1.71g/cm3。其基體熱解炭的結(jié)構(gòu)為粗糙層、光滑層或各向同性層。
用石墨(層)片作導(dǎo)電層，以400×100×20mm3，密度為0.2g/cm3的炭氈為沉積坯體，氮?dú)鉃檩d氣，石油液化氣為碳源氣，碳源氣體濃度為5～30％，導(dǎo)電層溫度為850～1100℃，體系壓力為微正壓，沉積40小時(shí)，材料密度達(dá)到1.62g/cm3。其基體熱解炭的結(jié)構(gòu)為光滑層或各帶狀結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(1)導(dǎo)電層的采用，使傳熱路徑合理縮短，誘導(dǎo)物理場(chǎng)的分布，提高了熱能的利用效率，有效降低能耗；(2)導(dǎo)電層產(chǎn)生的定向或非定向的電磁場(chǎng)有利于對(duì)基體熱解炭結(jié)構(gòu)的控制，通過(guò)優(yōu)化工藝與導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)，可獲得粗糙層、光滑層、各向同性結(jié)構(gòu)以及帶狀結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)；(3)沉積速度大幅度提高，一次性沉積密度高，減少了中間機(jī)加工環(huán)節(jié)，使總的材料制備周期縮短，降低成本；(4)導(dǎo)電層可根據(jù)產(chǎn)品形狀靈活設(shè)計(jì)，適合各種形狀產(chǎn)品致密要求；進(jìn)行沉積的坯體可以是導(dǎo)電的炭纖維，也可以是不導(dǎo)電的陶瓷纖維；不但能夠制備復(fù)合材料外，還可以制備陶瓷涂層材料。
本發(fā)明物理場(chǎng)作用下化學(xué)氣相沉積快速制備炭/炭復(fù)合材料的方法在纖維的內(nèi)部或表面設(shè)置導(dǎo)電層，直接通電或電磁感應(yīng)發(fā)熱在坯體內(nèi)部或表面形成高溫沉積區(qū)和數(shù)個(gè)熱梯度，強(qiáng)大的電流使坯體反應(yīng)區(qū)的纖維和反應(yīng)氣體活化，反應(yīng)氣體分子或離子在高電磁場(chǎng)的作用下被強(qiáng)力吸附到沉積區(qū)進(jìn)行沉積反應(yīng)，在動(dòng)力學(xué)上實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)、反應(yīng)氣體濃度場(chǎng)、電磁場(chǎng)等有機(jī)結(jié)合。
1.溫度場(chǎng) 整個(gè)坯體是處在一個(gè)相對(duì)較冷的外部環(huán)境中，較冷反應(yīng)氣體的導(dǎo)入也使得坯體外圍較冷，把導(dǎo)電層直接埋置在坯體的內(nèi)部或表面，導(dǎo)電層在直接通電或電磁感應(yīng)的條件下發(fā)熱，產(chǎn)生的熱量從坯體的內(nèi)部向表面或從坯體的一面向另一面?zhèn)鬟f，誘導(dǎo)形成熱梯度，隨著沉積的進(jìn)行熱梯度會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化；同時(shí)縮短傳熱路徑，使得升降溫速度快，能源的利用效率高；導(dǎo)電層的加入，使得溫度梯度的大小和數(shù)量可控。
2.氣體濃度場(chǎng) 反應(yīng)器內(nèi)部的濃度場(chǎng)受幾個(gè)因素的影響。首先，由于反應(yīng)氣體的不斷供給和生成氣體的不斷產(chǎn)生，使得坯體的內(nèi)部和外部形成濃度梯度，反應(yīng)物氣體的濃度是外高內(nèi)低，生成物氣體的濃度是內(nèi)高外低，形成對(duì)沉積有利的濃度驅(qū)動(dòng)；其次，由于溫度對(duì)擴(kuò)散的影響，使得高溫沉積區(qū)和非高溫區(qū)形成學(xué)及其梯度，在高溫區(qū)形成低濃度驅(qū)動(dòng)，在低溫區(qū)形成高濃度驅(qū)動(dòng)，這對(duì)反應(yīng)氣體的供給不利，對(duì)生成物氣體的排除有利。導(dǎo)電層的加入可能對(duì)氣體產(chǎn)生阻擴(kuò)散作用，使沉積物近程沉積，也使得沉積區(qū)外部的擴(kuò)散通道暢通，從而提高沉積效率。
3.電磁場(chǎng) 導(dǎo)電層的導(dǎo)電能力強(qiáng)，熱容小，其作用在于強(qiáng)化坯體局部電磁場(chǎng)，在坯體內(nèi)形成電磁梯度，轉(zhuǎn)化為熱能后即形成熱梯度；同時(shí)，電磁場(chǎng)對(duì)氣體分子或離子有強(qiáng)力吸附作用，使得反應(yīng)氣體有向高溫沉積區(qū)擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力，從而平衡沉積過(guò)程由擴(kuò)散控制的機(jī)制，使坯體中的傳質(zhì)與傳熱方向相反，互相配合，前驅(qū)體能被有效輸送到高溫前沿區(qū)進(jìn)行熱解沉積，從而提高沉積效率；電流具有一定的振動(dòng)頻率，不停的振動(dòng)帶動(dòng)了氣體分子或離子的振動(dòng)，從而加快了前驅(qū)氣體及其中間產(chǎn)物與纖維的碰撞次數(shù)，提高了沉積幾率；電流中大量電子的運(yùn)動(dòng)，對(duì)纖維坯體在一定程度上起到了活化作用，活化點(diǎn)的增加使得成核效率提高，從而可加速沉積反應(yīng)的進(jìn)行；此外，導(dǎo)電層的形狀以及在坯體的結(jié)構(gòu)分布可調(diào)控性和可設(shè)計(jì)性，使得溫度場(chǎng)和濃度場(chǎng)的分布可調(diào)控，在坯體形成一個(gè)或多個(gè)有效沉積區(qū)，使沉積快速、致密均勻。
總之，本發(fā)明由于合理使用導(dǎo)電層，達(dá)到了在坯體內(nèi)部誘導(dǎo)產(chǎn)生熱梯度、氣體濃度梯度、電磁梯度，使溫度場(chǎng)、氣體濃度場(chǎng)、電磁場(chǎng)等物理場(chǎng)有機(jī)結(jié)合，提高了沉積效率，自由調(diào)控?zé)峤馓拷Y(jié)構(gòu)的目的。


圖1為炭/炭復(fù)合材料板條狀坯體于沉積爐內(nèi)設(shè)置示意圖；圖2為炭/炭復(fù)合材料圓筒狀坯體于沉積爐內(nèi)設(shè)置示意圖；圖3為炭/炭復(fù)合材料片狀坯體于沉積爐內(nèi)設(shè)置意圖；圖4為感應(yīng)加熱沉積炭/炭復(fù)合材料圓筒狀或內(nèi)空心片狀坯體于沉積爐內(nèi)設(shè)置示意圖。
具體實(shí)施例方式(1)圖2為炭/炭復(fù)合材料薄層圓筒狀產(chǎn)品在沉積爐內(nèi)的沉積狀況，以石墨片為導(dǎo)電層，針刺炭氈為坯體，氮?dú)鉃檩d氣，液化石油氣為碳源，碳源與載氣的體積比為1∶1，導(dǎo)電層溫度控制在850℃，體系壓力為10kPa，沉積20小時(shí)，材料密度達(dá)到1.6g/cm3，基體熱解炭結(jié)構(gòu)為光滑層。
(2)圖3為炭/炭復(fù)合材料盤(pán)狀產(chǎn)品在沉積爐內(nèi)的沉積狀況，爐內(nèi)安裝3盤(pán)，坯體各部位的實(shí)際寬度一致，針刺炭氈為坯體，以石墨為導(dǎo)電層，氮?dú)鉃檩d氣，丙烯為碳源，碳源與載氣的體積比為1∶1.5，石墨微導(dǎo)電層，導(dǎo)電層溫度為950℃，體系壓力為3kPa，沉積20小時(shí)，材料密度達(dá)到1.6g/cm3，基體熱解炭結(jié)構(gòu)為光滑層。
(3)圖2為炭/炭復(fù)合材料厚層狀圓筒產(chǎn)品在沉積爐內(nèi)的沉積狀況，以鉬絲為導(dǎo)電層，針刺炭氈為坯體，氮?dú)鉃檩d氣，液化石油氣為碳源，碳源與載氣的體積比為1∶2，導(dǎo)電層溫度控制在850℃，體系壓力為3kPa，沉積20小時(shí)，材料密度達(dá)到1.5g/cm3，基體熱解炭結(jié)構(gòu)為光滑層。
(4)圖4為炭/炭復(fù)合材料中等厚度圓筒狀產(chǎn)品在沉積爐內(nèi)的沉積狀況，以石墨片為導(dǎo)電層，針刺炭氈為坯體，坯體置于電磁感應(yīng)場(chǎng)感應(yīng)加熱，氮?dú)鉃檩d氣，液化石油氣為碳源，碳源與載氣的體積比為1∶1.5，導(dǎo)電層溫度控制在850℃，體系壓力為10kPa，沉積20小時(shí)，材料密度達(dá)到1.55g/cm3，基體熱解炭結(jié)構(gòu)為光滑層。
(5)圖1為炭/炭復(fù)合材料板條狀結(jié)構(gòu)材料在沉積爐內(nèi)的沉積狀況，以石墨片為導(dǎo)電層，針刺炭氈為坯體，氮?dú)鉃檩d氣，液化石油氣為碳源，碳源與載氣的體積比為1∶1，導(dǎo)電層溫度控制在900℃，體系壓力為8kPa，沉積20小時(shí)，材料密度達(dá)到1.65g/cm3，基體熱解炭結(jié)構(gòu)為光滑層。
(6)圖3為炭/炭復(fù)合材料盤(pán)狀產(chǎn)品在沉積爐內(nèi)的沉積狀況，爐內(nèi)安裝3盤(pán)，坯休各部位的實(shí)際寬度一致，針刺炭氈為坯體，以石墨為導(dǎo)電層，氮?dú)鉃檩d氣，丙烯為碳源，碳源與載氣的體積比為1∶14，導(dǎo)電層溫度控制在950℃，體系壓力為微正壓，沉積50小時(shí)，材料密度達(dá)到1.6g/cm3，基體熱解炭結(jié)構(gòu)為光滑層，此結(jié)構(gòu)適合剎車(chē)材料。
(7)圖2為炭/炭復(fù)合材料基體上沉積SiC涂層在沉積爐內(nèi)的沉積狀況，以石墨片為導(dǎo)電層，以二氯二甲基硅烷為前驅(qū)體，氮?dú)鉃檩d氣，前驅(qū)體與載氣的體積比為1∶1，導(dǎo)電層溫度控制為1200℃，體系壓力為4kPa，沉積3小時(shí)，SiC涂層厚度為230微米。
權(quán)利要求
1.物理場(chǎng)作用下化學(xué)氣相沉積快速制備炭/炭復(fù)合材料的方法，其特征在于導(dǎo)電層采用鎢絲、鉬絲和石墨層；將炭/炭復(fù)合材料坯體置于化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)，控制沉積溫度600～1100℃，以碳?xì)錃怏w為反應(yīng)氣體，以Ar或N2為稀釋氣體，碳?xì)錃怏w濃度5％至100％，反應(yīng)氣體流量0.2至1.2m2/h·m2；在1kPa至微正壓條件下，碳源氣體實(shí)施連續(xù)式或間斷式送氣，通過(guò)導(dǎo)電層的設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)工藝參數(shù)以獲得材料所需要結(jié)構(gòu)的基本熱解炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理場(chǎng)作用下化學(xué)氣相沉積快速制備炭/炭復(fù)合材料的方法，其特征在于用鎢絲作導(dǎo)電層，以400×40×40mm3，密度為0.4g/cm3的針刺炭氈為沉積坯體，氮?dú)鉃檩d氣，丙烯為碳源氣，碳源氣體濃度為10～50％，導(dǎo)電層溫度為700～900℃，體系壓力為2-10kPa，沉積20小時(shí)，材料密度達(dá)到1.61g/cm3；其基體熱解炭的結(jié)構(gòu)為光滑層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理場(chǎng)作用下化學(xué)氣相沉積快速制備炭/炭復(fù)合材料的方法，其特征在于用石墨(層)片作導(dǎo)電層，以400×100×20mm3，密度為0.2g/cm3的炭氈為沉積坯體，氮?dú)鉃檩d氣，丙烯為碳源氣，碳源氣體濃度為20～70％，導(dǎo)電層溫度為850～1100℃，體系壓力為2-10kPa，沉積10小時(shí)，材料密度達(dá)到1.63g/cm3，20小時(shí)密度為171g/cm3；其基體熱解炭的結(jié)構(gòu)為粗糙層、光滑層或各向同性層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理場(chǎng)作用下化學(xué)氣相沉積快速制備炭/炭復(fù)合材料的方法，其特征在于用石墨(層)片作導(dǎo)電層，以400×100×20mm3，密度為0.2g/cm3的炭氈為沉積坯體，氮?dú)鉃檩d氣，石油液化氣為碳源氣，碳源氣體濃度為5～30％，導(dǎo)電層溫度為850～1100℃，體系壓力為微正壓，沉積40小時(shí)，材料密度達(dá)到1.62g/cm3；其基體熱解炭的結(jié)構(gòu)為光滑層或各帶狀結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理場(chǎng)作用下化學(xué)氣相沉積快速制備炭/炭復(fù)合材料的方法，其特征在于炭/炭復(fù)合材料薄層圓筒狀產(chǎn)品在沉積爐內(nèi)沉積，以石墨片為導(dǎo)電層，針刺炭氈為坯體，氮?dú)鉃檩d氣，液化石油氣為碳源，碳源與載氣的體積比為1∶1，導(dǎo)電層溫度控制在850℃，體系壓力為10kPa，沉積20小時(shí)，材料密度達(dá)到1.6g/cm3，基體熱解炭結(jié)構(gòu)為光滑層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理場(chǎng)作用下化學(xué)氣相沉積快速制備炭/炭復(fù)合材料的方法，其特征在于炭/炭復(fù)合材料盤(pán)狀產(chǎn)品在沉積爐內(nèi)沉積，爐內(nèi)安裝3盤(pán)，坯體各部位的實(shí)際寬度一致，針刺炭氈為坯體，以石墨為導(dǎo)電層，氮?dú)鉃檩d氣，丙烯為碳源，碳源與載氣的體積比為1∶1.5，石墨微導(dǎo)電層，導(dǎo)電層溫度為950℃，體系壓力為3kPa，沉積20小時(shí)，材料密度達(dá)到1.6g/cm3，基體熱解炭結(jié)構(gòu)為光滑層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理場(chǎng)作用下化學(xué)氣相沉積快速制備炭/炭復(fù)合材料的方法，其特征在于炭/炭復(fù)合材料厚層狀圓筒產(chǎn)品在沉積爐內(nèi)沉積，以鉬絲為導(dǎo)電層，針刺炭氈為坯體，氮?dú)鉃檩d氣，液化石油氣為碳源，碳源與載氣的體積比為1∶2，導(dǎo)電層溫度控制在850℃，體系壓力為3kPa，沉積20小時(shí)，材料密度達(dá)到1.5g/cm3，基體熱解炭結(jié)構(gòu)為光滑層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理場(chǎng)作用下化學(xué)氣相沉積快速制備炭/炭復(fù)合材料的方法，其特征在于炭/炭復(fù)合材料中等厚度圓筒狀產(chǎn)品在沉積爐內(nèi)沉積，以石墨片為導(dǎo)電層，針刺炭氈為坯體，坯體置于電磁感應(yīng)場(chǎng)感應(yīng)加熱，氮?dú)鉃檩d氣，液化石油氣為碳源，碳源與載氣的體積比為1∶1.5，導(dǎo)電層溫度控制在850℃，體系壓力為10kPa，沉積20小時(shí)，材料密度達(dá)到1.55g/cm3，基體熱解炭結(jié)構(gòu)為光滑層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理場(chǎng)作用下化學(xué)氣相沉積快速制備炭/炭復(fù)合材料的方法，其特征在于炭/炭復(fù)合材料盤(pán)狀產(chǎn)品在沉積爐內(nèi)沉積，爐內(nèi)安裝3盤(pán)，坯休各部位的實(shí)際寬度一致，針刺炭氈為坯體，以石墨為導(dǎo)電層，氮?dú)鉃檩d氣，丙烯為碳源，碳源與載氣的體積比為1∶14，導(dǎo)電層溫度控制在950℃，體系壓力為微正壓，沉積50小時(shí)，材料密度達(dá)到1.6g/cm3，基體熱解炭結(jié)構(gòu)為光滑層，此結(jié)構(gòu)適合剎車(chē)材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理場(chǎng)作用下化學(xué)氣相沉積快速制備炭/炭復(fù)合材料的方法，其特征在于炭/炭復(fù)合材料基體上沉積SiC涂層在沉積爐內(nèi)沉積，以石墨片為導(dǎo)電層，以二氯二甲基硅烷為前驅(qū)體，氮?dú)鉃檩d氣，前驅(qū)體與載氣的體積比為1∶1，導(dǎo)電層溫度控制為1200℃，體系壓力為4kPa，沉積3小時(shí)，SiC涂層厚度為230微米。
全文摘要
本發(fā)明涉及化合物分解法，尤其是沉積炭及碳化物的方法，其特征在于導(dǎo)電層采用鎢絲、鉬絲和石墨層，通過(guò)導(dǎo)電層調(diào)控物理場(chǎng)；將炭/炭復(fù)合材料坯體置于化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)，控制沉積溫度600～1100℃，以碳?xì)錃怏w為反應(yīng)氣體，以Ar或N
文檔編號(hào)C23C16/26GK1676664SQ20041002305
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2004年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日
發(fā)明者黃啟忠, 謝志勇, 蘇哲安, 陳建勛, 張福勤, 黃伯云 申請(qǐng)人:中南大學(xué)