一种添加稀土氧化铈的反应熔体浸渗法制备c/c
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sic复合材料方法
技术领域
1.本发明涉及一种添加稀土氧化铈的反应熔体浸渗法制备c/c
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sic复合材料方法。
背景技术：
2.碳陶材料是近年来发展的一种新型复合材料，具备密度低、强度高、耐高温、耐磨、抗氧化，且摩擦系数稳定、制动比大、抗热震性好、使及寿命长、 弹性模量大、膨胀系数小，干湿态摩擦系数稳定，不存在热衰退和水衰退等特点。在飞机、高速列车、部分高端跑车已经使用。但该材料是结构
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功能一体化的复合材料，碳纤维类型的选择、前驱体的处理工艺、陶瓷化工艺以及填料的不同将影响成品的热物理性、摩擦磨损性和力学性能。目前碳陶材料的常见制备工艺主要有化学气相渗透法（cvi）、反应熔体浸渗法（rmi）、热压烧结法、聚合物浸渗热解法（pip）。目前的反应熔体浸渗法制备c/c
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sic复合材料，该方法具备反应时间短、成本低、有较小的气孔率，但成品还是存在部分气孔，会影响成品使用的散热性能，以及在长时间高载荷摩擦后，表面升温极高，会影响摩擦稳定性，高温使粘结剂热分解、磨损率增加以及内部发生微弱变形。
技术实现要素：
3.本发明的目的就是提供一种添加稀土氧化铈的反应熔体浸渗法制备c/c
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sic复合材料方法。
4.本发明的一种添加稀土氧化铈的反应熔体浸渗法制备c/c
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sic复合材料方法，包括以下步骤：1、浸渍料浆配制，在重量比占12%的丁腈改性酚醛树脂中加入重量比占3%的碳化硅（sic）球磨细粉和重量比占2%的氧化铈(ceo2) 球磨细粉，并充分搅拌混合，将上述混合粉末倒入重量比占80%的无水乙醇和丙酮溶剂中，其中无水乙醇与丙酮的重量比例1:1，充分溶解混为一体后，再加入重量比占5%的六次甲基四胺 兑为树脂溶液，充分搅拌混合得浸渍料浆；2、cfrp成型，将t300型碳纤维通过浸渍料浆24h充分浸渍、缠绕后，室温晾干，根据尺寸需要将其裁剪为方形，层层叠加到一起经过热压机模压成型制得碳纤维增强酚醛树脂复合材料（cfrp），厚度可通过叠层数量控制，温度160℃、压力10mpa、时间3小时；3、预制体制备，将上述碳纤维增强酚醛树脂复合材料，经过惰性气体ar氛围高温热解，得到多孔c/c预制体，温度900℃、时间90h；4、陶瓷化处理，上述的多孔c/c预制体通过rmi工艺渗si处理，温度1420
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1650℃、时间2h，得到碳纤维增强陶瓷基复合材料，即c/c
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sic复合材料。
5.本发明的一种添加稀土氧化铈的反应熔体浸渗法制备c/c
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sic复合材料方法，由于对材料所选用的丁腈改性酚醛树脂中掺杂了sic细粉进行再改性，浸渍料浆中加入了稀土氧化铈，因sic具有优异的耐磨性能,在树脂固化的同时，sic均匀分布于树脂粘结剂大分子的交联网络中，固化后在摩阻材料的基体中交错穿插，与树脂结合在一起形成均匀网络结构，具有提高摩擦系数的特点。高温下，树脂部分炭化，炭化后的树脂中仍有加强项sic存在，硬度不会改变太多，降低树脂炭化后的脆性，因而材料脆性有所改善，高温摩擦系数缓
慢降低,所以掺杂sic的材料的摩擦系数高于未加sic的材料的摩擦系数。由于加入粒度极小的sic在基体内，填充了材料的部分孔隙，降低了气孔率，使材料结构更紧凑，增加了各组元之间的接触面积，提高了体积密度。另外，因稀土铈是所有稀土元素中含量最大的金属元素，相比其他稀土元素更易获得，用于复合材料添加剂，能够提高复合材料的流变应力，强化复合材料，同时还能提高材料高温强度，抑制复合材料热变形过程中的动态再结晶发生，进一步提高c/c
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sic材料的使用性能，能够应用在更恶劣的环境，寿命更长可靠度更高。
具体实施方式
6.一种添加稀土氧化铈的反应熔体浸渗法制备c/c
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sic复合材料方法，包括以下步骤：1、浸渍料浆配制，在重量比占12%的丁腈改性酚醛树脂中加入重量比占3%的碳化硅球磨细粉和重量比占2%的氧化铈球磨细粉，并充分搅拌混合，将上述混合粉末倒入重量比占80%的无水乙醇和丙酮溶剂中，其中无水乙醇与丙酮的重量比例1:1，充分溶解混为一体后，再加入重量比占5%的六次甲基四胺兑为树脂溶液，充分搅拌混合得浸渍料浆。
7.2、cfrp成型，将t300型碳纤维通过浸渍料浆24h充分浸渍、缠绕后，室温晾干，根据尺寸需要将其裁剪为30
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30mm大小，层层叠加到一起经过热压机模压成型制得碳纤维增强酚醛树脂复合材料，温度160℃、压力10mpa、时间3小时。
8.3、预制体制备，将上述碳纤维增强酚醛树脂复合材料，经过惰性气体ar氛围高温热解，得到多孔c/c预制体，温度900℃、时间90h。
9.4、陶瓷化处理，上述的多孔c/c预制体通过rmi工艺渗si处理，温度1420
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1650℃、时间2h，得到碳纤维增强陶瓷基复合材料，即c/c
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sic复合材料。
技术特征：
1.一种添加稀土氧化铈的反应熔体浸渗法制备c/c
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sic复合材料方法，其特征在于：它包括以下步骤：（1）、浸渍料浆配制，在重量比占12%的丁腈改性酚醛树脂中加入重量比占3%的碳化硅球磨细粉和重量比占2%的氧化铈球磨细粉，并搅拌混合，将上述混合粉末倒入重量比占80%的无水乙醇和丙酮溶剂中，其中无水乙醇与丙酮的重量比例1:1，溶解混为一体后，再加入重量比占5%的六次甲基四胺兑为树脂溶液，搅拌混合得浸渍料浆；（2）、cfrp成型，将t300型碳纤维通过浸渍料浆24h充分浸渍、缠绕后，室温晾干，将其裁剪为30
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30mm大小，层层叠加到一起经过热压机模压成型制得碳纤维增强酚醛树脂复合材料，温度160℃、压力10mpa、时间3小时；（3）、预制体制备，将上述碳纤维增强酚醛树脂复合材料，经过惰性气体ar氛围高温热解，得到多孔c/c预制体，温度900℃、时间90h；（4）、陶瓷化处理，上述的多孔c/c预制体通过rmi工艺渗si处理，温度1420
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1650℃、时间2h，得到碳纤维增强陶瓷基复合材料，即c/c
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sic复合材料。
技术总结
一种添加稀土氧化铈的反应熔体浸渗法制备C/C
技术研发人员：刘志刚 赵运才 王鑫
受保护的技术使用者：江西华伍制动器股份有限公司
技术研发日：2021.09.01
技术公布日：2021/12/3