本发明涉及碳纤维复合材料增密技术领域，具体地说是一种制备周期短、制备成本低且能有效提高热解碳的沉积速率的增强碳纤维复合材料的气相沉积工艺。
背景技术：
c/c复合材料又叫增强碳纤维复合材料，由高强度的碳纤维和基体碳复合而成，由于增强相和基体相均为碳元素，所以该材料具有众多优异的力学性能和物理化学性能，具有广阔的市场前景，是未来最具竞争力的耐高温结构材料。c/c复合材料在制备过程中，结构体的增密是一个极为关键的环节，密度的高低将直接影响材料的性能和应用。目前，化学气相沉积法是c/c复合材料最常用的方法，这种增密方法不受产品形状和尺寸的影响，能进行一炉多件同时沉积，可实现工业化规模生产，沉积时由于碳源气体在结构体内外之间存在浓度差异，导致结构体表面的沉积速率高于结构体内部，随着时间的延长，容易发生积碳现象，使沉积效率大大降低，必须采取沉积→打磨→沉积多次重复的工艺才能得到密度较高的材料，这样的工艺既复杂，制备周期又长，对碳源的利用率也不高，相对增加了成本。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种制备周期短、制备成本低且能有效提高热解碳的沉积速率的增强碳纤维复合材料的气相沉积工艺。
本发明的目的是通过以下技术方案解决的：
一种增强碳纤维复合材料的气相沉积工艺，其特征在于：该方法步骤如下：
a、将碳纤维复合材料超声清洗后烘干，悬挂或空架在碳化沉积炉炉膛的中央加热区；
b、利用回旋真空泵持续对碳化沉积炉炉膛进行抽真空；
c、将碳化沉积炉炉膛升温至1020～1200℃，待温度恒定后，从碳化沉积炉炉膛顶部导入丙烷和氩气的混合气体，混合气体在炉膛内扩散并整体流动，被碳纤维复合材料表面吸附后反应产生沉积物和其他气体，其他气体被抽真空排出；
d、停止导入丙烷和氩气的混合气体，关闭回旋真空泵，关闭升温系统后，将高纯氩气导入碳化沉积炉炉膛，直至炉膛内的真空度恢复到标准大气压，自然冷却后完成沉积。
所述步骤（b）中的碳化沉积炉炉膛的真空度为-0.1～-0.3mpa。
所述步骤（c）中的碳化沉积炉炉膛升温曲线为：从室温～600℃，25～30℃/h；从600℃～1200℃，80～100℃/h。
所述步骤（c）中的丙烷压力为0.5mpa、流量为0.15l/min～0.20l/min；氩气压力为0.5mpa、流量为0.18l/min～0.25l/min。
所述步骤（d）中的沉积时间为56h。
本发明相比现有技术有如下优点：
本发明的工艺流程简单，制备周期短且制备成本低，能有效提高热解碳的沉积速率，将碳源的利用率提升至96%以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
一种增强碳纤维复合材料的气相沉积工艺，该方法步骤如下：a、将碳纤维复合材料超声清洗后烘干，悬挂或空架在碳化沉积炉炉膛的中央加热区；b、利用回旋真空泵持续对碳化沉积炉炉膛进行抽真空，至炉膛的真空度为-0.1～-0.3mpa；c、将碳化沉积炉炉膛升温至1020～1200℃，待温度恒定后，从碳化沉积炉炉膛顶部导入丙烷和氩气的混合气体，混合气体在炉膛内扩散并整体流动，被碳纤维复合材料表面吸附后反应产生沉积物和其他气体，其他气体被抽真空排出；d、停止导入丙烷和氩气的混合气体，关闭回旋真空泵，关闭升温系统后，将高纯氩气导入碳化沉积炉炉膛，直至炉膛内的真空度恢复到标准大气压，自然冷却后完成沉积。
在上述工艺中，步骤（c）中的碳化沉积炉炉膛升温曲线为：从室温～600℃，25～30℃/h；从600℃～1200℃，80～100℃/h。步骤（c）中的丙烷压力为0.5mpa、流量为0.15l/min～0.20l/min，氩气压力为0.5mpa、流量为0.18l/min～0.25l/min。步骤（d）中的沉积时间为56h。
实施例一
首先将碳纤维复合材料超声清洗后烘干，悬挂或空架在碳化沉积炉炉膛的中央加热区；利用回旋真空泵持续对碳化沉积炉炉膛进行抽真空，至炉膛的真空度为-0.1mpa；将碳化沉积炉炉膛升温至1200℃，待温度恒定后，从碳化沉积炉炉膛顶部导入丙烷和氩气的混合气体，混合气体在炉膛内扩散并整体流动，被碳纤维复合材料表面吸附后反应产生沉积物和其他气体，其他气体被抽真空排出；碳化沉积炉炉膛升温曲线为：从室温～600℃，28℃/h；从600℃～1200℃，100℃/h；丙烷压力为0.5mpa、流量为0.15l/min，氩气压力为0.5mpa、流量为0.18l/min；止导入丙烷和氩气的混合气体，关闭回旋真空泵，关闭升温系统后，将高纯氩气导入碳化沉积炉炉膛，直至炉膛内的真空度恢复到标准大气压，自然冷却后完成沉积，沉积时间为56h。
实施例二
首先将碳纤维复合材料超声清洗后烘干，悬挂或空架在碳化沉积炉炉膛的中央加热区；利用回旋真空泵持续对碳化沉积炉炉膛进行抽真空，至炉膛的真空度为-0.2mpa；将碳化沉积炉炉膛升温至1100℃，待温度恒定后，从碳化沉积炉炉膛顶部导入丙烷和氩气的混合气体，混合气体在炉膛内扩散并整体流动，被碳纤维复合材料表面吸附后反应产生沉积物和其他气体，其他气体被抽真空排出；碳化沉积炉炉膛升温曲线为：从室温～600℃，30℃/h；从600℃～1100℃，90℃/h；丙烷压力为0.5mpa、流量为0.18l/min，氩气压力为0.5mpa、流量为0.20l/min；止导入丙烷和氩气的混合气体，关闭回旋真空泵，关闭升温系统后，将高纯氩气导入碳化沉积炉炉膛，直至炉膛内的真空度恢复到标准大气压，自然冷却后完成沉积，沉积时间为56h。
实施例三
首先将碳纤维复合材料超声清洗后烘干，悬挂或空架在碳化沉积炉炉膛的中央加热区；利用回旋真空泵持续对碳化沉积炉炉膛进行抽真空，至炉膛的真空度为-0.3mpa；将碳化沉积炉炉膛升温至1020℃，待温度恒定后，从碳化沉积炉炉膛顶部导入丙烷和氩气的混合气体，混合气体在炉膛内扩散并整体流动，被碳纤维复合材料表面吸附后反应产生沉积物和其他气体，其他气体被抽真空排出；碳化沉积炉炉膛升温曲线为：从室温～600℃，25℃/h；从600℃～1020℃，80℃/h；丙烷压力为0.5mpa、流量为0.20l/min，氩气压力为0.5mpa、流量为0.25l/min；止导入丙烷和氩气的混合气体，关闭回旋真空泵，关闭升温系统后，将高纯氩气导入碳化沉积炉炉膛，直至炉膛内的真空度恢复到标准大气压，自然冷却后完成沉积，沉积时间为56h。
本发明的工艺流程简单，制备周期短且制备成本低，能有效提高热解碳的沉积速率，将碳源的利用率提升至96%以上。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。