专利名称：一种缠绕炭/炭管材的制备方法
技术领域：
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：
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
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。 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 (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的拉力，制得管状预制体，所述芯模为钢芯或石墨芯；
(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
为130-22(TC，炭化温度为750-120(TC，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. OMpa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130-22(TC，炭化处理温 度为750-1200°C ; (4)重复步骤(3)，直至所述炭/炭管材坯体的密度^ 1. 30g/cm3 ; (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°C ; (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。 上述步骤(1)中的树脂为酚醛树脂、呋喃树脂或环氧树脂。
上述步骤(3)中的树脂为酚醛树脂或呋喃树脂。 上述步骤(6)中所述缠绕炭/炭管材的直径为30 500mm，长度100 1500mm。
本发明与现有技术相比具有以下优点 (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。
(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。 下面通过附图
和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
(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O. 5Kg的拉力，制得长度为llOmm的管状预制体，所述树脂为酚醛树 脂、呋喃树脂或环氧树脂。 (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13(TC，炭化温度为75(TC，对炭化后的管状预制体进行进行脱模处理。 (3)树脂浸渍-炭化致密工艺在l.OMPa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13(TC，炭化温度为75(TC;所述树脂
为酚醛树脂或呋喃树脂。 (4)重复步骤(3)，直至所述炭/炭管材坯体的密度^ 1. 30g/cm3 ; (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°C。 (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。
实施例2 (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。 (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18(TC，炭化温度为950°C。 (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°C ，炭化温度为950°C ;所述树脂 为酚醛树脂或呋喃树脂。 (4)重复步骤(3)，直至所述炭/炭管材坯体的密度^ 1. 30g/cm3 ; (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°C。 (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。
实施例3 (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. OKg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。 (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。C，炭化温度为1200°C。 (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22(TC，炭化温度为1200°C ;所述树 脂为酚醛树脂或呋喃树脂。
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(4)重复步骤(3)，直至所述炭/炭管材坯体的密度^ 1. 30g/cm3 ; (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2500°C。 (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 500mm、长度为1500mm的缠绕炭/炭管材产品。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方 案的保护范围内。
权利要求
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的拉力，制得管状预制体，所述芯模为钢芯或石墨芯；(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；(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℃；(4)重复步骤(3)，直至所述炭/炭管材坯体的密度≥1.30g/cm3；(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l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 树脂为酚醛树脂、呋喃树脂或环氧树脂。
3. 按照权利要求l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l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。
全文摘要
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。
文档编号B23P23/04GK101758380SQ20091021952
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年12月16日
发明者张永辉, 彭志刚, 肖志超, 苏君明 申请人:西安超码科技有限公司