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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:制备碳碳刹车盘的一种极快速沉积设备
学校名称:南京航空航天大学
参赛队伍:thermaldurian
参赛学生:周应治 杜萧  
指导老师:季春天  

详细说明

复合材料是未来材料发展的重要方向,将在大量领域替代传统材料。其中碳/碳复合材料是其中非常重要的一大类型,已知在光伏,海上平台等领域取得了巨大的应用成果。

基于ICVI工艺的碳/碳复合材料存在着沉积时间特别长,时间成本特别大,产品功能反馈工艺周期长,工艺实验成本高的缺点。同时,在制动设备中,常用的粉末冶金刹车盘存在一系列缺点,如热摩擦系数衰减快,寿命短,稳定性差等问题。因此碳/碳复合材料制备的刹车盘已经在一部分领域替代粉末冶金刹车盘更好的刹车盘材料以及制备工艺是未来高性能轻量化制动设备的关键技术。而工业常用的碳/碳刹车盘多采用的是短切碳纤维制备法,结构上没有有效的利用复合材料的优势,在实际使用过程中也常出现结块崩裂的问题。于是针对未来更高性能的制动设备要求,长纤维制备的碳/碳刹车盘是发展方向。

基于以上两点,本产品基于的是一种更加高效快捷的CVI工艺(Film-Boiling CVI)而设计的沉积设备。用以生产高性能的长纤维碳/碳刹车盘。

将碳纤维预制体浸在前驱体中,通过发热体的快速发热,使前驱体(常常是液态的)达到裂解温度,并快速裂解,产生碳单质并沉积在预制体上,以达到快速沉积渗透的效果。

将碳纤维预制体整体浸入液态前驱体中,通过电阻加热的方式加热预制体,浸渗入碳纤维预制体内空隙中的前驱体气化并裂解沉积热解碳。同时让预制体进行往复旋转使其均匀的产生沉积。

1. 本设计使用电驱动的等静压石墨发热体作为发热体。

2.将碳纤维预制体整体浸入液态前驱体中,通过电阻加热的方式加热预制体,浸渗入碳纤维预制体内空隙中的前驱体气化并裂解沉积热解碳。

3.液态前驱体剧烈沸腾裂解,并与预制体直接接触,故前驱体在预制体内的传输路径较短,传输效率很高

 

4.将预制体进行往复旋转运动能够均匀的产生沉积

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