專利名稱：單晶硅爐熱場支撐隔熱部件碳纖維預制體的制備方法
技術領域：
本發明屬于熱場碳碳復合材料技術領域，具體涉及單晶硅爐熱場支撐于隔熱一體化部件碳纖維預制體制備技術。
背景技術：
碳纖維預制體，經現代化的化學高溫、高壓力、各項碳/碳沉積工藝處理后，具有耐高溫、耐摩擦、耐腐蝕、質地輕等特性，是現代化發展公認的高科技新材料，是航空航天重要結構件的新型制品。碳纖維預制體作為制造單晶硅爐熱場支撐與隔熱一體化部件的高性能增強材料，一次性整體成型，形成密度梯度及變結構的整體結構預制體，兼具結構與功能
一體化的材料，氣密性好，抗熱輻射性好，抗硅化性好，保溫性好，使用周期長，節能效果極佳。是節能降耗的典型熱場材料。

發明內容
本發明提供單晶硅爐熱場支撐隔熱部件碳纖維預制體的制備方法，所述預制體采用碳布、碳纖維或網胎的不同組合，及鋪設過程中纖維的配置，通過控制針刺密度，制備成具有密度梯度和變結構的整體結構預制體；
所述預制體的內形面為高密度結構層，采用碳布、碳纖維纏繞或薄網胎，單元層鋪設方式，逐層疊加、逐層針刺；
所述預制體的外形面為低密度功能層，采用薄網胎逐層鋪設、針刺而成；
所述預制體的變結構通過控制纖維的配置及針刺的密度實現，制得預制體功能層整體體積密度為0. 13 0. 65g/cm ；。進一步地，所述內形面結構層的體積密度為0. 45-0. 65g/cm3,厚度為2_8mm。進一步地，所述碳布為碳纖維織造成的平紋布或斜紋布或緞紋布或無緯單向布，其面密度為80-400g/m2，碳布碳纖維為彡6K。進一步地，所述網胎為纖維長度為30-100mm的短切聚丙烯腈基碳纖維，經無紡非織造的成網工藝制成面密度為20-400g/m2的可針刺無紡織物，網胎碳纖維為> 6K。進一步地，所述纏繞纖維層的面密度為100-400g/m2，碳纖維為彡6K。本發明涉及的這種碳纖維預制體的制備方法，方法比較簡單，復合制成的碳碳復合材料，是功能與結構兼備的材料，用于制造單晶硅生長爐支撐與隔熱一體化熱場材料。該制備方法制備的預制體氣密性好，抗熱輻射性好，抗硅化性好，保溫性好，使用周期長，節能效果極佳，是節能降耗的典型熱場材料。
具體實施例方式實施例1
采用面密度為260g/m2的平紋布及面密度為50g/m2的網胎鋪層后針刺，針刺密度為25-30針/cm2，中間加面密度為180g/m2的6K碳纖維纏繞層，逐層鋪設、逐層針刺至厚度為4_，控制纖維配置，逐層疊加，逐層針刺至厚度為6_，制得結構層整體體積密度為0. 48g/cm3 ;在結構層外層基礎上，逐層鋪設網胎針刺，面密度為200g/m2，針刺密度為15-20針/cm2,制得外形面厚度為55mm的預制體,其層間密度為6層/IOmm,制得預制體功能層整體體積密度為0. 13g/cm3 ；。本發明提供的這種碳纖維預制體的制備方法，方法簡單，預制體氣密性好，抗熱輻射性好，抗硅化性好，保溫性好，使用周期長，節能效果極佳，是節能降耗的典型熱場材料。本發明所述的具體實施方式
并不構成對本申請范圍的限制，凡是在本發明構思的精神和原則之內，本領域的專業人員能夠作出的任何修改、等同替換和改進等均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.單晶硅爐熱場支撐隔熱部件碳纖維預制體的制備方法，其特征在于，所述預制體采用碳布、碳纖維或網胎的不同組合，及鋪設過程中纖維的配置，通過控制針刺密度，制備成具有密度梯度和變結構的整體結構預制體；所述預制體的內形面為高密度結構層，采用碳布、碳纖維纏繞或薄網胎，單元層鋪設方式，逐層疊加、逐層針刺；所述預制體的外形面為低密度功能層，采用碳纖維網胎逐層鋪設、針刺而成；所述預制體的變結構通過控制纖維的配置及針刺的密度實現，制得預制體功能層整體體積密度為O. 13 O. 65g/cm3。
2.根據權利要求1所述單晶硅爐熱場支撐隔熱部件碳纖維預制體的制備方法，其特征在于，所述內形面結構層的體積密度為O. 45-0. 65g/cm3,厚度為2_8mm。
3.根據權利要求1所述單晶硅爐熱場支撐隔熱部件碳纖維預制體的制備方法，其特征在于，所述碳布為碳纖維織造成的平紋布或斜紋布或緞紋布或無緯單向布，其面密度為 80-400g/m2,碳布碳纖維為> 6K。
4.根據權利要求1所述單晶硅爐熱場支撐隔熱部件碳纖維預制體的制備方法，其特征在于，所述網胎為纖維長度為30-100mm的短切聚丙烯腈基碳纖維，經化學或物理的成網工藝制成面密度為20-400g/m2的可針刺無紡織物，網胎碳纖維為> 6K。
5.根據權利要求1所述單晶硅爐熱場支撐隔熱部件碳纖維預制體的制備方法，其特征在于，所述纏繞纖維層的面密度為100-400g/m2，碳纖維為> 6K。
全文摘要
本發明提供單晶硅爐熱場支撐隔熱部件碳纖維預制體的制備方法，預制體采用碳布、碳纖維或網胎的不同組合，及鋪設過程中纖維的配置，通過控制針刺密度，制備成具有密度梯度和變結構的整體結構預制體；所述預制體的內形面為高密度結構層，采用碳布、碳纖維纏繞或薄網胎，單元層鋪設方式，逐層疊加、逐層針刺；所述預制體的外形面為低密度功能層，采用薄網胎逐層鋪設、針刺而成；所述預制體的變結構通過控制纖維的配置及針刺的密度實現。這種碳纖維預制體的制備方法，方法比較簡單，復合制成的碳碳復合材料，是功能與結構兼備的材料，用于制造單晶硅生長爐支撐與隔熱一體化熱場材料。
文檔編號B29B11/00GK102990800SQ20121029403
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月17日 優先權日2012年8月17日
發明者繆云良 申請人:江蘇天鳥高新技術股份有限公司