碳纤维硬毡表面处理方法及碳纤维硬毡的制作方法

专利名称：碳纤维硬毡表面处理方法及碳纤维硬毡的制作方法
技术领域：
本发明涉及晶硅铸锭技术领域，尤其涉及晶硅铸锭炉中使用的一种碳纤维硬毡表面处理方法及碳纤维硬毡。
背景技术：
目前，为了达到硬毡在各种条件下的使用性能，通常对硬毡进行表面处理，即在硬毡表面覆盖一层其他物质，比如在硬毡表面贴石墨纸等。现有的对硬毡的表面处理方法通常有贴碳布、贴石墨纸等，这些方法虽然可以解决硬毡在使用过程中容易掉粉的问题，但是，在高温使用条件下，却无法避免硬毡表面C的挥发，尤其在多晶炉及单晶炉中，这种C挥发会影响到产品的质量。

发明内容
本发明的主要目的在于提供一种碳纤维硬毡表面处理方法及碳纤维硬毡，旨在提高碳纤维硬毡的使用性能。为了达到上述目的，本发明提出一种碳纤维硬毡表面处理方法，包括以下步骤选配预定比例的SIC粉末、碳粉及热固性树脂混合均勻，形成配料；将所述配料涂覆在预压硬毡表面；将涂有配料的预压硬毡放入压机，在预定条件下热压成型；将热压成型后的硬毡放入高温炉中反应烧结；降温冷却反应烧结后的硬毡，形成表面覆盖陶瓷的碳纤维硬毡。优选地，所述将热压成型后的硬毡放入高温炉中反应烧结的步骤包括将热压成型后的硬毡放入高温炉中，在N2保护下加热到800°C，并保温8小时，进行焙烧、碳化处理，使硬毡表面的涂层SIC变成陶瓷素胚；在N2保护下加热到2000°C，并保温20小时，进行硬毡表面的石墨化处理。优选地，所述SIC粉末、碳粉及热固性树脂的质量混合比例为100 2 25。优选地，所述配料在预压硬毡表面的涂覆厚度为0. 5mm 3mm。优选地，热压成型的所述预定条件为加热温度为120°C，加热时间4小时。本发明还提出一种碳纤维硬毡，所述碳纤维硬毡表面覆盖有一层SIC陶瓷混合物层。优选地，所述SIC陶瓷混合物层由预定比例的SIC粉末、碳粉及热固性树脂混合而成。优选地，所述SIC粉末、碳粉及热固性树脂的质量混合比例为100 2 25。本发明提出的一种碳纤维硬毡表面处理方法及碳纤维硬毡，不但可以解决碳纤维硬毡使用中掉粉的问题，而且在高温环境下使用时碳挥发少，有利于在单晶炉及多晶炉中使用，即提高了碳纤维硬毡的使用性能；此外，本发明表面处理工序与制毡过程同步进行， 因此，可以缩短工序流程，提高生产效率。


图1是本发明碳纤维硬毡表面处理方法较佳实施例的流程示意图；图2是本发明碳纤维硬毡表面处理方法较佳实施例中将热压成型后的硬毡放入高温炉中反应烧结的流程示意图。为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。
具体实施例方式本发明实施例解决方案主要是通过选配预定比例的SIC粉末、碳粉及热固性树脂混合均勻，涂覆在硬毡表面，并依次进行热压、反应烧结及降温冷却处理，形成覆盖陶瓷的碳纤维硬毡，以提高碳纤维硬毡的使用性能。如图1所示，本发明较佳实施例提出一种碳纤维硬毡表面处理方法，包括步骤S101，选配预定比例的SIC粉末、碳粉及热固性树脂混合均勻，形成配料；选配SIC粉末、碳粉、热固性树脂为原材料按照一定的比例混合均勻，形成配料， 其中SIC粉末、碳粉及热固性树脂的质量混合比例为100 2 25。热固性树脂可以选用PF(Phenc)I Formaledlyde，酚醛树脂)。步骤S102，将配料涂覆在预压硬毡表面；将一定质量的配料涂覆在预压硬毡表面，可以根据涂覆厚度比如1mm，来计算所需配料的质量。本实施例中配料在预压硬毡表面的涂覆厚度可以为0. 5mm 3mm。步骤S103，将涂有配料的预压硬毡放入压机，在预定条件下热压成型；将涂有配料的预压硬毡放入压机，在一定时间及温度下热压成型，所需时间及温度由选用的热固性树脂的类型来决定。例如某种工业级酚醛树脂可选用加热温度120°C，加热时间4小时。步骤S104，将热压成型后的硬毡放入高温炉中反应烧结；将预成型的硬毡放入高温炉中进行反应烧结处理。该反应烧结处理过程分为两个阶段阶段一在N2 (氮气)保护下加热到800°C，并保温8小时，进行焙烧、碳化处理，待有硬毡表面的机物热解后，硬毡表面涂层中的SIC变成陶瓷素胚。阶段二 继续加热到2000°C，并保温20小时，进行硬毡的石墨化处理。步骤S105，降温冷却反应烧结后的硬毡，形成表面覆盖陶瓷的碳纤维硬毡。最后对反应烧结后的硬毡进行降温冷却处理，制得表面进行陶瓷覆盖的碳纤维硬毡。具体实施过程中，如图2所示，上述步骤S104包括步骤S1041，将热压成型后的硬毡放入高温炉中，在队保护下加热到800°C，并保温8小时，进行焙烧、碳化处理，使硬毡表面的涂层SIC变成陶瓷素胚；步骤31042，在N2保护下加热到2000°C，并保温20小时，进行硬毡表面的石墨化处理。本实施例在硬毡表面覆盖一层SIC陶瓷混合物质，不但可以解决硬毡使用中掉粉的问题，而且高温环境下使用时碳挥发少，极其有利于在单晶炉及多晶炉中使用。而且，现有的碳纤维硬毡的表面处理技术基本上都是“后处理”，即表面处理工序为硬毡制作工序之后进行的一道工序，而本发明碳纤维硬毡表面处理过程与制毡同步进行，由此缩短了工序流程，提高了生产效率。此外，本发明较佳实施例还提出一种碳纤维硬毡，该碳纤维硬毡表面涂覆有SIC 陶瓷混合物层。其中，SIC陶瓷混合物层由预定比例的SIC粉末、碳粉及热固性树脂混合反应烧结而成。SIC粉末、碳粉及热固性树脂的质量混合比例可以为100 2 25。本发明实施例碳纤维硬毡表面处理方法及碳纤维硬毡，不但可以解决碳纤维硬毡使用中掉粉的问题，而且在高温环境下使用时碳挥发少，有利于在单晶炉及多晶炉中使用， 即提高了碳纤维硬毡的使用性能；此外，本发明表面处理工序与制毡过程同步进行，因此， 可以缩短工序流程，提高生产效率。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种碳纤维硬毡表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤选配预定比例的SIC粉末、碳粉及热固性树脂混合均勻，形成配料；将所述配料涂覆在预压硬毡表面；将涂有配料的预压硬毡放入压机，在预定条件下热压成型；将热压成型后的硬毡放入高温炉中反应烧结；降温冷却反应烧结后的硬毡，形成表面覆盖陶瓷的碳纤维硬毡。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将热压成型后的硬毡放入高温炉中反应烧结的步骤包括将热压成型后的硬毡放入高温炉中，在N2保护下加热到800°C，并保温8小时，进行焙烧、碳化处理，使硬毡表面的涂层SIC变成陶瓷素胚；在N2保护下加热到2000°C，并保温20小时，进行硬毡表面的石墨化处理。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述SIC粉末、碳粉及热固性树脂的质量混合比例为100 2 25。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述配料在预压硬毡表面的涂覆厚度为 0. 5mm 3mmο
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，热压成型的所述预定条件为加热温度为 120°C，加热时间4小时。
6.一种碳纤维硬毡，其特征在于，所述碳纤维硬毡表面覆盖有一层SIC陶瓷混合物层。
7.根据权利要求6所述的碳纤维硬毡，其特征在于，所述SIC陶瓷混合物层由预定比例的SIC粉末、碳粉及热固性树脂混合反应烧结而成。
8.根据权利要求7所述的碳纤维硬毡，其特征在于，所述SIC粉末、碳粉及热固性树脂的质量混合比例为100 2 25。
全文摘要
本发明涉及一种碳纤维硬毡表面处理方法及碳纤维硬毡，其方法包括选配预定比例的SIC粉末、碳粉及热固性树脂混合均匀，形成配料；将配料涂覆在预压硬毡表面；将涂有配料的预压硬毡放入压机，在预定条件下热压成型；将热压成型后的硬毡放入高温炉中反应烧结；降温冷却反应烧结后的硬毡，形成表面覆盖陶瓷的碳纤维硬毡。本发明不但可以解决碳纤维硬毡使用中掉粉的问题，而且在高温环境下使用时碳挥发少，有利于在单晶炉及多晶炉中使用，即提高了碳纤维硬毡的使用性能；此外，本发明表面处理工序与制毡过程同步进行，因此，可以缩短工序流程，提高生产效率。
文档编号C04B41/87GK102408254SQ20111035526
公开日2012年4月11日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者龙礼妹 申请人:石金精密科技(深圳)有限公司