专利名称：一种能耐超高温、超低温、防腐和耐高压力新型材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及用碳纤维与石墨复合材料制造的一种能耐超高温、超低温、防腐和耐高压力新型材料装置。
背景技术：
超高温、超低温、防腐、耐高压力材料是现代工业中人们所追求的高新技术。低温在-200℃，如液氮系列规格管道、高温在3000℃左右的系列规格管材、保温和发热体材料，还有工业需求的更多各种规格的系列耐超高温、耐超低温、耐高压力管道等就不一一列举。为了解决耐超高温、耐超低温、耐高压力及防腐材料提高使用寿命，工程技术人员采用石墨等降低成本的多种有效手段，在温度特殊高和特殊低的工业用材料就无法顾及成本地采用价格昂贵的稀有金属材材。但是、有些工业化工原料是白钢材料也不及成胜任的，几乎在短暂的时间内就被腐蚀掉，尤其浓硫酸、硝酸、盐酸等是任何金属材料无法胜任的。就现代海水淡化设备需求的管材因腐蚀性太强也不得不采用白钢管材，因此，整体设备造价极高，本来是生活必需品的用水也不得不将供水价格提高的让居民难以承受的局面。所以，当务之急解决超高温、超低温、防腐、耐高压力材料是材料工业的革命，是国家整体工业发展的重要组成部分，对环保节能和保持可持续发展及人们赖以生存家园生态平衡的国策重要组成部分。在传统工业技术中所存在的众多技术矛盾还未彻底解决，又提出了新的技术挑战。我们不得不从材料源头开始研究。其寻求材料易得、工艺简单、产品强度高、防腐、耐超高温3800℃、耐超低温-200℃以上的物美价廉等功能性新材料产品。
发明内容
本发明的目的是提供用碳纤维与石墨复合材料制造的一种能耐超高温、超低温、防腐和耐高压力新型材料，是根据不同工程的需要采用布状、短切及其粉末状碳纤维、配伍不同石墨材料和稳定剂等材料合成、用于制造所有管材和型材A、将碳纤维短切后采用不同粘合剂与石墨材料合成所需的形状；B、选用长碳纤维采用三维编制法与石墨材料及不同粘合剂合成所需形状；C、选用长碳纤维采用普通织布方法选用合理的粘合剂粘合成一体；D、选用长碳纤维采用三维编制法与带目数的碳纤维材料及不同粘合剂合成所需形状；E、将碳纤维短切后采用不同粘合剂合成所需的形状；这五种合成方法均需要以下工艺手段A、将各种材料按比例合成后的形状材料进行定性、焙烧；B、焙烧后进行高温石墨化；C、根据强度要求进行密度处理；D、再进行焙烧；E、焙烧后的材料再进行石墨化，根据不同管材和型材性能要求可能需要不同反复次数直至达到技术要求；F、再进行表面处理，而达到所需要的管材和型材材料。
本发明的原理采用碳纤维自身所具备的优越性能产品强度高、电阻小、经久耐磨、自身润滑性能好；加之石墨化工艺本身具有完善提高性能、通过粘合剂合成一体后进行焙烧、碳化及石墨化、根据不同材料性能要求可能需要不同反复次数直至达到技术要求。因合成后的新型材料经过高温近2000℃石墨化后具有强度高、电阻在0.0001欧姆左右，使用寿命是传统产品的数十倍。并具有耐超高温、耐超低温、防腐、耐高压力的优越性能。碳纤维主要特点是从强度和密度得出的比强度和比模量高并兼备一系列优异性能和功能密度小、质量轻、高模量(200-700G)、高刚性、高强度、强而坚。三型碳纤维比强度是钢的几十倍以上，而且成型工艺好，其最大特点是弹性模量高，抗变性能力比钢材大两倍多，抗拉强度30-40T/cm2pa，而比重不到钢的四分之一，高弹模量比钢铁大16倍，仅3.6kg重的卫星支架，却承受9000ks重的负荷；耐疲劳，使用寿命长；自润滑，耐磨损；吸能减振，对振动有优异的衰减功能；热膨胀系数小，尺寸稳定；热导性好，不蓄热，耐腐蚀，不生锈。金属中耐腐蚀最强的是黄金和铂，在“王水”溶液中它们会千疮百孔，而“王水”中的碳纤维却安然无恙，在惰性气体中的耐热性出类拔萃，导电，非磁性，具有屏蔽电磁波的功能，X射线透过性好。碳纤维及其复合材料具有如上所述优异性能，充分显示其优异的一材多能、一材多用的特点。高强度碳纤维产品作为高性能无机类纤维以其重量轻、强度大、刚度好、耐高温、抗化学腐蚀、抗疲劳、耐烧蚀、高导电和导热以及膨胀系数小等优良特性，成为军用高科技和民用工业不可缺少的第四代工业材料。T300J在拉伸强度、断裂伸长率、密度等方面的性能与其它材料均不能相提并论。采用以上的工艺技术、材料配伍制造的高新技术材料可满足任何超高温、超低温、防腐、耐高压力所需的材料使用。
本发明的适用范围是本发明制造的管材和型材可适用于防腐、耐高压力和高温在3000℃——3800℃，低温在-200℃——260℃的任何温度环境条件下使用，其适用范围和使用寿命是任何材料无法比拟的。
本发明优点适用于防腐、耐高压力和高温在3000℃——3800℃，低温在-200℃——260℃的任何温度环境条件下使用，其适用范围和使用寿命是任何材料无法比拟的。是新一代工业材料的升级，充分体现了我国总体工业制造进入先进水平。对传统工业产品起到彻底改造作用，对优化使用资源、节能环保、保持持续发展起到极大作用。据初步估算仅此一项每年就可节约开资数十亿元。对优化劳动力资源劳动效率、提高工业现代化将起到不可估量作用。有效地提高了生产力，填补了现代工业中的欠缺。
图1是本发明的立体示意简2是本发明的管体形状立体示意简图具体实施方式
在图1所示的用碳纤维与石墨复合材料制造的一种能耐超高温、超低温、防腐和耐高压力新型材料立体示意简图中，是根据不同工程的需要采用碳纤维布状和短切纤维及其粉末状、配伍不同石墨材料和稳定剂等材料合成、用于制造所有管材和型材A、将碳纤维短切后采用不同粘合剂与石墨材料合成所需的形状；B、选用长碳纤维采用三维编制法与石墨材料及不同粘合剂合成所需形状；C、选用长碳纤维采用普通织布方法选用合理的粘合剂粘合成一体；D、选用长碳纤维采用三维编制法与带目数的碳纤维材料及不同粘合剂合成所需形状；E、将碳纤维短切后采用不同粘合剂合成所需的形状；这五种合成方法均需要以下工艺手段A、将各种材料按比例合成后的形状材料进行定性、焙烧；B、焙烧后进行高温石墨化；C、根据强度要求进行密度处理；D、再进行焙烧；E、焙烧后的材料再进行石墨化，根据不同管材和型材性能要求可能需要不同反复次数直至达到技术要求；F、再进行表面处理，而达到所需要的管材和形材材料。
在图2所示的用碳纤维与石墨复合材料制造的一种能耐超高温、超低温、防腐和耐高压力新型材料管体形状立体示意简图中，是根据不同工程的需要采用碳纤维布状和短切纤维及其粉末状、配伍不同石墨材料和稳定剂等材料合成、制造的管体形状材料。
权利要求
1.一种能耐超高温、超低温、防腐和耐高压力新型材料，是根据不同工程的需要采用布状、短切及其粉末状碳纤维、配伍不同石墨材料和稳定剂等材料合成、用于制造所有管材和型材A、将碳纤维短切后采用不同粘合剂与石墨材料合成所需的形状；B、选用长碳纤维采用三维编制法与石墨材料及不同粘合剂合成所需形状；C、选用长碳纤维采用普通织布方法选用合理的粘合剂粘合成一体；D、选用长碳纤维采用三维编制法与带目数的碳纤维材料及不同粘合剂合成所需形状；E、将碳纤维短切后采用不同粘合剂合成所需的形状；这五种合成方法均需要以下工艺手段A、将各种材料按比例合成后的形状材料进行定性、焙烧；B、焙烧后进行高温石墨化；C、根据强度要求进行密度处理；D、再进行焙烧；E、焙烧后的材料再进行石墨化，根据不同管材和型材性能要求可能需要不同反复次数直至达到技术要求；F、再进行表面处理，而达到所需要的管材和型材材料；可适用于防腐、耐高压力和高温在3000℃——3800℃，低温在-200℃——260℃的任何温度环境条件下使用。
全文摘要
一种能耐超高温、超低温、防腐和耐高压力新型材料，是根据不同工程的需要采用布状、短切及其粉末状碳纤维、配伍不同石墨材料和稳定剂等材料合成、用于制造所有管材和型材需要以下工艺手段A.将各种材料按比例合成后的形状材料进行定性、焙烧；B.焙烧后进行高温石墨化；C.根据强度要求进行密度处理；D.再进行焙烧；E.焙烧后的材料再进行石墨化，根据不同管材和型材性能要求可能需要不同反复次数直至达到技术要求；F.再进行表面处理，而达到所需要的管材和型材材料。适用于防腐、耐高压力和高温在3000℃－3800℃，低温在－200℃－260℃的任何温度环境条件下使用。
文档编号C04B35/622GK1948225SQ20061013414
公开日2007年4月18日 申请日期2006年11月1日 优先权日2006年11月1日
发明者肖忠渊 申请人:肖忠渊