一種碳纖維保溫板材預制體的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及復合纖維技術領域，特別是涉及一種碳纖維保溫板材預制體。
【背景技術】
[0002]碳纖維保溫板材預制體，通常是由碳纖維層與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層針刺而成的復合纖維預制體，因其具有耐高溫、耐摩擦和質(zhì)地輕的特性，廣泛應用于航空航天、能源、交通和軌道領域；現(xiàn)有的碳纖維板材預制體，通常包括兩層碳纖維層和一層碳纖維網(wǎng)胎，碳纖維網(wǎng)胎位于碳纖維層之間，這樣的復合纖維針刺預制體，由于碳纖維的特性，存在抗沖擊強度較低，保溫效果不佳的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于公開一種結構強度較高，韌性較高且具有良好保溫效果的碳纖維保溫板材預制體。
[0004]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開了一種碳纖維保溫板材預制體，包括外層碳纖維層、內(nèi)層碳纖維層、設置在所述外層碳纖維層與內(nèi)層碳纖維層之間的碳纖維網(wǎng)胎，所述外層碳纖維層與內(nèi)層碳纖維層內(nèi)含碳纖維長絲，所述碳纖維網(wǎng)胎內(nèi)含碳纖維短絲，以及設置在碳纖維網(wǎng)胎兩側的彈性緩沖層。
[0005]作為本發(fā)明的進一步改進，所述碳纖維長絲和碳纖維短絲的外側面依次設置有熱解碳涂層、碳化硅涂層和碳化鉭涂層，所述碳纖維網(wǎng)胎的碳纖維短絲之間還設置有酚醛樹脂基體層。
[0006]作為本發(fā)明的進一步改進，所述熱解碳涂層的厚度大于0.5 μπι并小于0.8 μπι，所述碳化娃涂層的厚度大于I μπι并小于1.5 μm，所述碳化鉭涂層的厚度大于1.5 μπι并小于2 μ m0
[0007]作為本發(fā)明的進一步改進，所述彈性緩沖層為特氟龍纖維。
[0008]有益效果:通過在碳纖維網(wǎng)胎設置碳纖維短絲，以及設置在碳纖維網(wǎng)胎兩側的彈性緩沖層，有效地提高了碳纖維保溫板材預制體的韌性，同時也具有良好保溫效果。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明一種碳纖維保板材預制體的結構示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明中碳纖維短絲剖向的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0012]如圖1和圖2所示，一種碳纖維保溫板材預制體100，包括外層碳纖維層10、內(nèi)層碳纖維層20、設置在所述外層碳纖維層10與內(nèi)層碳纖維層20之間的碳纖維網(wǎng)胎30。外層碳纖維層10與內(nèi)層碳纖維層20內(nèi)含碳纖維長絲，碳纖維網(wǎng)胎30內(nèi)含碳纖維短絲2，以及設置在碳纖維網(wǎng)胎30兩側的彈性緩沖層40。外層碳纖維層10與內(nèi)層碳纖維層20的厚度相等。
[0013]具體的，在本實施方式中，該彈性緩沖層40為特氟龍纖維。特氟龍纖維的直徑為20?50 μ m，并通過經(jīng)瑋編制的方式形成該彈性緩沖層40，具體的該彈性緩沖層40的厚度為外層碳纖維10或者內(nèi)層碳纖維層20的二分之一。
[0014]在本實施方式中，該碳纖維長絲和碳纖維短絲2的外側面依次設置有熱解碳涂層
4、碳化硅涂層5和碳化鉭涂層6，所述碳纖維網(wǎng)胎30的碳纖維短絲2之間還設置有酚醛樹脂基體層3。熱解碳涂層的厚度大于0.5 μπι并小于0.8 μm，所述碳化硅涂層的厚度大于I μπι并小于1.5 μm，所述碳化鉭涂層的厚度大于1.5 μπι并小于2 μπι。
[0015]熱解碳涂層4、碳化硅涂層5和碳化鉭涂層6的簡稱分別為PyC、SiC和TaC，這樣，碳纖維表面均勻致密的PyC、SiC和TaC多層結構，可有效提高內(nèi)層碳纖維層20的強度和韌性；PyC涂層可以有效防止SiC涂層制備過程中對內(nèi)層碳纖維層20中碳纖維的損傷，改變碳纖維的表面狀態(tài)，減少或修復纖維表面的缺陷及編制損傷，有效提高碳纖維短絲的強度；SiC和TaC陶瓷具有較高的強度，即使TaC涂層斷裂，SiC涂層仍然能夠有效承載，這樣碳纖維原絲的抗彎強度得到有效提高；而酚醛樹脂基體層可以有效提高預制體的抗拉伸性和彎曲性能，層間抗剪切性能也較好；PyC、SiC和TaC涂層可采用化學氣相滲透法在碳纖維絲表面依次制備。
[0016]對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(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現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權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)。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
【主權項】
1.一種碳纖維保溫板材預制體(100)，包括外層碳纖維層(10)、內(nèi)層碳纖維層(20)、設置在所述外層碳纖維層(10)與內(nèi)層碳纖維層(20)之間的碳纖維網(wǎng)胎(30)，其特征在于，所述外層碳纖維層(10)與內(nèi)層碳纖維層(20)內(nèi)含碳纖維長絲，所述碳纖維網(wǎng)胎(30)內(nèi)含碳纖維短絲(2)，以及設置在碳纖維網(wǎng)胎(30)兩側的彈性緩沖層(40)。2.根據(jù)權利要求1所述的碳纖維保溫板材預制體，其特征在于，所述碳纖維長絲和碳纖維短絲(2)的外側面依次設置有熱解碳涂層(4)、碳化硅涂層(5)和碳化鉭涂層￠)，所述碳纖維網(wǎng)胎(30)的碳纖維短絲(2)之間還設置有酚醛樹脂基體層(3)。3.根據(jù)權利要求1所述的碳纖維保溫板材預制體，其特征在于，所述熱解碳涂層的厚度大于0.5 μπι并小于0.8 μm，所述碳化娃涂層的厚度大于I μπι并小于1.5 μm，所述碳化鉭涂層的厚度大于1.5 μπι并小于2 μπι。4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的碳纖維保溫板材預制體，其特征在于，所述彈性緩沖層(40)為特氟龍纖維。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳纖維保溫板材預制體，包括外層碳纖維層、內(nèi)層碳纖維層、設置在所述外層碳纖維層與內(nèi)層碳纖維層之間的碳纖維網(wǎng)胎，所述外層碳纖維層與內(nèi)層碳纖維層內(nèi)含碳纖維長絲，所述碳纖維網(wǎng)胎內(nèi)含碳纖維短絲，以及設置在碳纖維網(wǎng)胎兩側的彈性緩沖層。通過這種結構，有效地提高了碳纖維保溫板材預制體的韌性，同時也具有良好保溫效果。
【IPC分類】B32B9/04, B32B9/00, B32B27/02
【公開號】CN104985886
【申請?zhí)枴緾N201510396936
【發(fā)明人】繆黎麗, 繆黎燕, 邵敏強, 裴強, 繆伯承, 陳益軍, 張俊
【申請人】宜興市飛舟高新科技材料有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月2日