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专利号: 2021109376994
申请人: 武汉纺织大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 对金属材料的镀覆;用金属材料对材料的镀覆;表面化学处理;金属材料的扩散处理;真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀覆;金属材料腐蚀或积垢的一般抑制〔2〕
更新日期:2024-01-05
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摘要:

权利要求书:

1.一种金属材料在碳化过程中与碳纤维网凝华复合的方法,其特征在于,包括如下步骤:S1.制备聚合物纤维网,并将聚合物纤维网在酚醛树脂溶液中浸渍,然后浸轧、热压,得到改性聚合物纤维网;S2.将所述改性聚合物纤维网进行预氧化,得到聚合物纤维网预氧丝;S3.在距离所述聚合物纤维网预氧丝0‑20000μm处放置金属材料,所述的聚合物纤维网预氧丝和金属材料同时放置在超高温陶瓷材料中并密封,然后置于管式炉中进行升温,在惰性气氛下,所述聚合物纤维网预氧丝在高温条件下被碳化成碳纤维网,所述金属材料在碳化温度下升华形成金属蒸汽,所述金属蒸汽在降温时发生凝华与碳纤维网结合,得到金属/碳纤维网的复合材料;在步骤S3中,所述聚合物纤维网预氧丝的碳化为分段式升温碳化,且所述金属材料的蒸发温度低于所述分段式升温碳化的最高温度。2.根据权利要求1所述的一种金属材料在碳化过程中与碳纤维网凝华复合的方法,其特征在于,所述金属材料为铜、镁、铝、铁、锌、钴、锡、镍或锰中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种金属材料在碳化过程中与碳纤维网凝华复合的方法,其特征在于,在步骤S2中,所述预氧化的方法为:以2‑10℃/min的升温速度升至200‑220℃,保温10‑50min;以2‑10℃/min的升温速度升至220‑250℃,保温10‑50min;以2‑10℃/min的升温速度升至250‑280℃,保温60‑150min。4.根据权利要求1所述的一种金属材料在碳化过程中与碳纤维网凝华复合的方法,其特征在于,所述分段式升温碳化的方法为:以2‑10℃/min的升温速度升至400‑600℃,保温30‑90min;以2‑10℃/min的升温速度升至700‑900℃,保温30‑90min;以2‑10℃/min的升温速度升至1200‑2800℃,保温60‑150min。5.根据权利要求1所述的一种金属材料在碳化过程中与碳纤维网凝华复合的方法,其特征在于,在步骤S1中,所述酚醛树脂溶液的浓度为4‑16wt%;所述浸轧的压车气压为0.2‑0.8MPa,轧余率为2‑10%;所述热压的压力为0.1‑0.4MPa,热压温度为120‑200℃,热压时间为4‑14min。6.根据权利要求1所述的一种金属材料在碳化过程中与碳纤维网凝华复合的方法,其特征在于,在步骤S1中,所述聚合物纤维网的制备方法包括:将质量分数为20‑28%的聚合物纺丝液进行离心纺丝,并收集成网,得到所述聚合物纤维网。7.根据权利要求6所述的一种金属材料在碳化过程中与碳纤维网凝华复合的方法,其特征在于,所述离心纺丝的转速为2000‑8000  r/min,喷丝孔径为0.1‑1mm,纺丝温度为20‑80℃,收集距离为1‑15cm。8.根据权利要求1所述的一种金属材料在碳化过程中与碳纤维网凝华复合的方法,其特征在于,在步骤S1中,所述聚合物纤维网为聚丙烯腈基纤维网、木质素基纤维网、聚酰亚胺基纤维网或沥青基纤维网。9.根据权利要求1所述的一种金属材料在碳化过程中与碳纤维网凝华复合的方法,其特征在于,在步骤S3中,所述超高温陶瓷材料的熔融温度高于碳化的最高温度。