两次使C/C复合材料致密化。所述金属网的质量占C/C复合材料总质量的5%。
[0043](3)将C/C复合材料含有金属铜网的下层结构作为粘结面进行铣加工，对铝合金型材喷砂至其表面粗糙度为Ra20?Ra30。
[0044](4)在铝合金型材上刷涂导电胶，放置铜网，再次刷涂导电胶，确保铜网格中填满导电胶。在C/C复合材料含有金属铜的粘结面上刷涂导电胶后，放置在铜网上，施加力后升温至120-160°C固化胶水。导电胶由环氧树脂和铜粉按现有常规导电胶的比例组成。
[0045]实施例2:
[0046]碳纤维预制体的下层结构铜网质量含量为82%，上层结构碳纤维预制体的密度为0.35g/cm3，经过化学气相渗透和树脂浸渍-炭化工艺制备了 C/C复合材料，通过粘结组装了C/C复合材料滑板。沿着碳滑板长度方向，每隔50_测试一次，记录粘结电阻数据，粘结电阻为0.004?0.008m Ω (粘结电阻测试方法参见TJ/CL328-2014动车组碳滑板暂行技术条件)。
[0047]本实施例中的C/C复合材料滑板主要通过以下步骤制备而来:
[0048](I)首先，采用日本东丽公司(Toray)生产的PAN型T700(12K)碳纤维制成网胎、无玮布。对于下层结构，将0°无玮炭布，碳纤维网胎、铜网、90°无玮炭布、碳纤维网胎、铜网、0°无玮炭布依次循环叠加;对于上层结构，将0°无玮炭布，碳纤维网胎、90°无玮炭布、碳纤维网胎、0°无玮炭布依次循环叠加。采用接力式针刺的方法在垂直于铺层方向引入铜丝或碳纤维，将上下两层编织成一个整体。下层结构中铜网质量含量为82%，上层结构中碳纤维预制体的密度为0.35g/cm3o
[0049](2)采用丙烯为碳源气体，氮气为稀释气，丙烯与氮气的体积比为1:3，采用化学气相渗透法对预制体在850°C下沉积热解碳，随后将C/C滑条放入真空-压力浸渍罐中，以呋喃树脂为浸渍剂，采用高压浸渍工艺处理。浸渍前，试样应先预热，浸渍温度为60°C，浸渍压力为2MPa，保压时间为1.5小时。之后，升温至200°C，保温约3小时进行固化。固化后转炭化炉进行炭化处理，炭化温度为850°C。循环两次使C/C复合材料致密化。，所述金属网的质量占C/C复合材料总质量的15%。
[0050](3)将C/C复合材料含有金属铜网的下层结构作为粘结面进行铣加工，对铝合金型材喷砂至其表面粗糙度为Ral 2.5?Ra20。
[0051](4)在铝合金型材上刷涂导电胶，放置铜网，再次刷涂导电胶，确保铜网格中填满导电胶。在C/C复合材料含有金属铜的粘结面上刷涂导电胶后，放置在铜网上，施加力后升温至120-160°c固化胶水。导电胶由环氧树脂和铜粉按现有常规导电胶的比例组成。
[0052]实施例3:
[0053]碳纤维预制体的下层结构铜网质量含量为92%，上层结构碳纤维预制体的密度为
0.35g/cm3，经过化学气相渗透和树脂浸渍-炭化工艺制备了 C/C复合材料，通过粘结组装了碳滑板，通过粘结组装了C/C复合材料滑板。沿着碳滑板长度方向，每隔50mm测试一次，记录粘结电阻数据，粘结电阻为0.002?0.005mΩ (粘结电阻测试方法参见TJ/CL328-2014动车组碳滑板暂行技术条件)。
[0054]本实施例中的C/C复合材料滑板主要通过以下步骤制备而来:
[0055](I)首先，采用日本东丽公司(Toray)生产的PAN型T700(12K)碳纤维制成网胎、无玮布。对于下层结构，将0°无玮炭布，碳纤维网胎、铜网、90°无玮炭布、碳纤维网胎、铜网、0°无玮炭布依次循环叠加;对于上层结构，将0°无玮炭布，碳纤维网胎、90°无玮炭布、碳纤维网胎、0°无玮炭布依次循环叠加。采用接力式针刺的方法在垂直于铺层方向引入铜丝或碳纤维，将上下两层编制成一个整体。下层结构中铜网质量含量为92%，上层结构中碳纤维预制体的密度为0.35g/cm3o
[0056](2)采用丙烯为碳源气体，氮气为稀释气，丙烯与氮气的体积比为1:3，采用化学气相渗透法对预制体在850°C下沉积热解碳，随后将C/C滑条放入真空-压力浸渍罐中，以呋喃树脂为浸渍剂，采用高压浸渍工艺处理。浸渍前，试样应先预热，浸渍温度为60°C，浸渍压力为2MPa，保压时间为1.5小时。之后，升温至200°C，保温约3小时进行固化。固化后转炭化炉进行炭化处理，炭化温度为850°C。循环两次使C/C复合材料致密化。所述金属网的质量占C/C复合材料总质量的23%。
[0057](3)将C/C复合材料含有金属铜网的下层结构作为粘结面进行铣加工，对铝合金型材喷砂至其表面粗糙度为Ra35?Ra50。
[0058](4)在铝合金型材上刷涂导电胶，放置铜网，再次刷涂导电胶，确保铜网格中填满导电胶。在C/C复合材料含有金属铜的粘结面上刷涂导电胶后，放置在铜网上，施加力后升温至120-160°c固化胶水。导电胶由环氧树脂和铜粉按现有常规导电胶的比例组成。
【主权项】
1.一种低粘结电阻的C/C复合材料滑板;其特征在于:包括C/C复合材料层(2)、第一金属网层(4)、金属托架(5);所述C/C复合材料层(2)由上层结构(I)和下层结构(3)组成;所述下层结构(3)内均匀镶嵌有金属网(6);所述第一金属网层(4)位于C/C复合材料层(2)的下层结构(3)与金属托架(5)之间，并与C/C复合材料层(2)、金属托架(5)构成一个整体。2.根据权利要求1所述的一种低粘结电阻的C/C复合材料滑板;其特征在于:所述C/C复合材料层(2)中金属网(6)所占的质量百分数为5-30%。3.根据权利要求1所述的一种低粘结电阻的C/C复合材料滑板;其特征在于:所述金属网(6)为金属网选自铜网、银网中的一种。4.根据权利要求1所述的一种低粘结电阻的C/C复合材料滑板;其特征在于:所述第一金属网层(4)选自铝网、铜网、银网中的一种。5.根据权利要求1所述的一种低粘结电阻的C/C复合材料滑板;其特征在于:所述第一金属网层(4)的网孔尺寸为0.1-1mm;所述所述第一金属网层(4)的厚度为0.2-0.6_。6.根据权利要求1所述的一种低粘结电阻的C/C复合材料滑板;其特征在于:所述金属托架(5)为铝托架。7.—种制备如权利要求1-6任意一项所述低粘结电阻的C/C复合材料滑板的方法，其特征在于包括下述步骤: 步骤一 C/C复合材料层的制备 设计下层结构(3)，所述下层结构由0°无玮炭布，碳纤维网胎、金属网、90°无玮炭布、碳纤维网胎、金属网、0°无玮炭布依次循环叠加； 设计上层结构(I)，所述上层结构由单层0°无玮炭布，碳纤维网胎、90°无玮炭布、碳纤维网胎、0°无玮炭布依次循环叠加； 采用接力式针刺的方法在垂直于铺层方向引入金属丝或碳纤维，将上下两层编织成一个整体，得到碳纤维预制体;然后对碳纤维预制体进行化学气相沉积热解碳和树脂浸渍-炭化处理，得到致密的C/C复合材料;所述C/C复合材料中金属网和金属丝的质量之和占C/C复合材料质量的5-30%; 步骤三 将金属托架(5)、第一金属网层(4)、C/C复合材料按C/C复合材料下层结构/第一金属网层(4)/金属托架(5)的方式用导电胶进行胶粘后，加热，得到低粘结电阻的C/C复合材料滑板。8.根据权利要求7所述的一种低粘结电阻的C/C复合材料滑板的制备方法；其特征在于: 步骤一中所述碳纤维预制体的平均密度为0.4-0.8g/cm3; 步骤一中碳纤维预制体经化学气相沉积热解碳和树脂浸渍-炭化处理，得到平均密度为1.8-2.3g/cm3的C/C复合材料； 步骤一中所述金属网的材质选自铜、银中的一种； 步骤二中，粘接前，金属托架(5)与第一金属网层(4)的接触面的粗糙度为Ra 12.5-Ra50o9.根据权利要求7所述的一种低粘结电阻的C/C复合材料滑板的制备方法；其特征在于: 步骤一中，所述化学气相沉积热解碳是: 采用丙烯为碳源气体，氮气为稀释气，丙烯与氮气的体积比为1-1.5:3-4；于830-8800C，采用化学气相渗透法对预制体进行沉积热解碳处理200-500小时； 步骤一中，所述树脂浸渍-炭化处理是:将沉积有热解碳的预制体置于浸渍罐中，以呋喃树脂为浸渍剂，控制浸渍温度为50-70°C、优选为55-65°C，浸渍压力为l_3MPa、优选为1.5-2.5MPa、进一步优选为2MPa，保压1-3小时、优选为1.5-2小时后，取出，升温至200-220°C，保温2-4小时进行固化;固化后，在炭化炉进行炭化处理，炭化温度为850°C、气氛为氮气或氩气。10.根据权利要求7所述的一种低粘结电阻的C/C复合材料滑板的制备方法;其特征在于: 步骤二中，先在金属托架(5)与第一金属网层(4)的接触面上刷涂导电胶，然后放置第一金属网层(4)，再次刷涂导电胶，至第一金属网层的网格中填满导电胶，得到带有导电胶和第一金属网层的金属托架;接着在将C/C复合材料与第一金属网层(4)的接触面上均匀涂上导电胶，得到带有导电胶的C/C复合材料，将带有导电胶和第一金属网层的金属托架、带有导电胶的C/C复合材料按照C/C复合材料下层结构/第一金属网层(4)/金属托架(5)的方式对接后，施加压力，升温固化导电胶，得到低粘结电阻的C/C复合材料滑板。
【专利摘要】本发明涉及一种低粘结电阻的C/C复合材料滑板及其制备方法，属于电力机车用材料技术领域。本发明所设计的滑板包括C/C复合材料层2、第一金属网层4、金属托架5；所述C/C复合材料层2由上层结构1和下层结构3组成；所述下层结构3内均匀镶嵌有金属网6；所述第一金属网层4位于C/C复合材料层2的下层结构3与金属托架5之间，并与C/C复合材料层2、金属托架5构成一个整体。本发明制备工艺简单，所得成品性能优良，便于大规模的工业化应用和生产。
【IPC分类】B60L5/20
【公开号】CN105730246
【申请号】CN201610169328
【发明人】肖鹏, 逯雨海, 方华婵
【申请人】中南大学
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年3月23日