一种PECVD承载框及其制备方法与流程

本发明属于复合材料制备，具体涉及一种pecvd承载框及其制备方法。

背景技术：

1、目前，pecvd舟或舟板主要是由石墨制成，石墨制品杂质含量低，高纯高耐腐，热导率高，导电性适中，物理化学性质稳定，但是力学性能较差，导致石墨舟在镀膜及清洗过程中极易损坏，使用寿命较短。基于碳碳复合材料的优异性能，研究人员开始利用碳碳复合材料制备pecvd舟或舟板。

2、中国专利cn 109503187 a公开了一种先驱体浸渍/裂解法制备碳/碳复合材料pecvd舟的方法，将聚丙烯氰碳布与无纬布按照质量比进行铺层，然后进行z向穿刺得到预制体板，然后将预制体板石墨化处理，通过树脂裂解及增密，得到碳/碳复合材料pecvd舟。

3、中国专利cn 112430116a公开了一种针刺预制体+rtm工艺+液相浸渍成型的方法，通过预制体针刺得到2.5d的结构预制体板，加强了预制体的层间结合力，更好地避免了分层问题。

4、但是，上述方法得到的pecvd承载框会损害碳碳复合材料的力学性能等，其力学性能仍然不能很好满足需要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种pecvd承载框及其制备方法，本发明提供的pecvd承载框强度高。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种pecvd承载框的制备方法，包括以下步骤：

4、将短切碳纤维与树脂混合后依次进行压制、碳化、气相沉积碳和加工，得到pecvd承载框。

5、优选的，所述压制包括依次进行的第一升温阶段、第一压制阶段、第二压制阶段、第三压制阶段、第二升温阶段、第四压制阶段、第五压制阶段、第三升温阶段、第六压制阶段和第七压制阶段；

6、所述第一压制阶段的压强为0mpa，保压时间为60～70min；所述第二压制阶段的压强为0.1mpa，保压时间为2～3min；所述第三压制阶段的压强为0.3mpa，保压时间为2～3min；所述第四压制阶段的压强为0.8mpa，保压时间为50～60min；所述第五压制阶段的压强为0.8mpa，保压时间为30～60min；所述第六压制阶段的压强为0.8mpa，保压时间为60～70min；所述第七压制阶段的压强为0.8mpa，保压时间为70～85min。

7、优选的，所述第一压制阶段的温度为110～120℃；所述第二压制阶段的温度为110～120℃；所述第三压制阶段的温度为110～120℃；所述第四压制阶段的温度为140～150℃；所述第五压制阶段的温度为140～150℃；所述第六压制阶段的温度为170～180℃；所述第七压制阶段的温度为170～180℃。

8、优选的，所述碳化包括升温碳化阶段、保温碳化阶段和降温碳化阶段；所述升温碳化阶段的升温速率为20～90℃/h；所述保温碳化阶段的温度为1000～1100℃，保温时间为2～4h；所述降温碳化阶段的降温速率为60～110℃/h。

9、优选的，所述气相沉积碳为化学气相沉积碳；所述气相沉积碳的碳源气体为丙烯或甲烷，流量为4～18m3/h；所述气相沉积碳的温度为1000～1400℃，压力为3～15kpa，保温时间为180～280h。

10、优选的，所述短切碳纤维与树脂的质量比为3～4:6～7。

11、优选的，所述混合为：将短切碳纤维混合在树脂中后进行辊压；所述辊压为冷压；所述辊压的压强为0.1～0.3mpa，保压时间为10～60s，目标厚度为1～5mm。

12、优选的，升温至所述气相沉积碳温度的升温速率为40～80℃/h。

13、本发明还提供了上述方案所述制备方法得到的pecvd承载框。

14、优选的，所述pecvd承载框的密度为1.5～1.6g/cm3，碳纤维含量为40～60wt％。

15、本发明提供了一种pecvd承载框的制备方法。一方面，本发明提供的方法，制备的pecvd承载框以碳纤维作为骨架支撑，然后填充其他形式的碳，比如树脂碳和沉积碳，能够保持碳碳复合材料自身的优点，强度高，力学性能优异；另一方面，本发明提供的方法可以短周期自动化生产，相比传统方法周期缩短30％以上，有效提高了pecvd承载框的生产效率，避免了手工操作引起的不同批次产品的差异，提高产品质量的稳定性，降低了成本，应用前景十分广阔。

16、本发明以树脂膜和碳纤维丝束为原料，成本低廉，碳纤维丝束属于碳纤维出厂形态，也就是说本发明无需过多的加工(比如打散做成网胎、织布机织成碳布、针刺成毡或编织预制体等)，缩短了工艺流程，快速高效，同时大幅度降低了生产成本。

17、本发明还提供了上述方案所述制备方法得到的pecvd承载框。本发明提供的pecvd承载框强度高，力学性能优异，不易损坏，更换频率低，使用周期长。

技术特征：

1.本发明提供了一种pecvd承载框的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述压制包括依次进行的第一升温阶段、第一压制阶段、第二压制阶段、第三压制阶段、第二升温阶段、第四压制阶段、第五压制阶段、第三升温阶段、第六压制阶段和第七压制阶段；

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一压制阶段的温度为110～120℃；所述第二压制阶段的温度为110～120℃；所述第三压制阶段的温度为110～120℃；所述第四压制阶段的温度为140～150℃；所述第五压制阶段的温度为140～150℃；所述第六压制阶段的温度为170～180℃；所述第七压制阶段的温度为170～180℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳化包括升温碳化阶段、保温碳化阶段和降温碳化阶段；

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述气相沉积碳为化学气相沉积碳；

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述短切碳纤维与树脂的质量比为3～4:6～7。

7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述混合为：将短切碳纤维混合在树脂中后进行辊压；所述辊压为冷压；所述辊压的压强为0.1～0.3mpa，保压时间为10～60s，目标厚度为1～5mm。

8.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，升温至所述气相沉积碳温度的升温速率为40～80℃/h。

9.权利要求1～8任一项所述制备方法得到的pecvd承载框。

10.根据权利要求9所述的pecvd承载框，其特征在于，所述pecvd承载框的密度为1.5～1.6g/cm3，碳纤维含量为40～60wt％。

技术总结本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种PECVD承载框及其制备方法。本发明提供的PECVD承载框的制备方法，一方面能够保持碳碳复合材料自身的优点，强度高，力学性能优异；另一方面，本发明提供的方法实现了短周期自动化生产，相比传统方法周期缩短30％以上，有效提高了PECVD承载框的生产效率和质量稳定性，降低了成本，应用前景十分广阔。本发明以树脂膜和碳纤维丝束为原料，成本低廉，碳纤维丝束属于碳纤维出厂形态，也就是说本发明无需过多的加工，缩短了工艺流程，快速高效，同时大幅度降低了生产成本。本发明提供的PECVD承载框强度高，力学性能优异，不易损坏，更换频率低，使用周期长。技术研发人员：赵强,贾林涛,孙祝林,蒋婕,谭拱峰,韦庆朕,俞雄俊,池泽敏受保护的技术使用者：上海康碳复合材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10