炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置制造方法
【專利摘要】炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置，包括上模板、下模板和變壓器，上模板的下表面和下模板的上表面均設(shè)有炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體，炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體的上表面和下表面均設(shè)有絕緣層；兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體通過第一導線與變壓器連接，兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體之間串聯(lián)或并聯(lián)。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，固化時間短，固化能耗低。
【專利說明】炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及炭-炭復合材料的固化技術(shù)，具體涉及一種炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]炭-炭復合材料具有熔點較高、耐高溫、高溫強度好等優(yōu)點，它既可作極好的隔熱保溫材料，又能作優(yōu)良的高溫結(jié)構(gòu)材料，被廣泛應用于制造高溫爐內(nèi)的零部件。
[0003]目前，炭-炭復合材料坯體的固化，均是采用電加熱式熱風爐進行，熱風爐電加熱形成溫度梯度的熱傳導實現(xiàn)對炭-炭復合材料坯體的固化，此類固化方式存在固化溫度高，生產(chǎn)周期長，電能的有效利用率低等缺陷。另外，使用電加熱式熱風爐加熱，存在坯體受熱不均，工藝控制不精確，固化后的坯體易變形、分層，從而導致產(chǎn)品一致性差，質(zhì)量不穩(wěn)定。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、固化時間短、固化能耗低的炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置，包括上模板、下模板和變壓器，所述上模板的下表面和下模板的上表面均設(shè)有炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體，炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體的上表面和下表面均設(shè)有絕緣層；兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體通過第一導線與變壓器連接，兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體之間串聯(lián)或并聯(lián)。
[0006]進一步，所述上模板與下模板之間還設(shè)置有至少兩塊等高塊。
[0007]進一步，所述變壓器通過第二導線連接有溫控器，所述變壓器和溫控器串聯(lián)形成回路。
[0008]進一步，所述溫控器的測溫元件為熱電偶。
[0009]進一步，所述第一導線上設(shè)有開關(guān)。
[0010]進一步，所述炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體包括炭纖維網(wǎng)、銅箔和固定紐扣，銅箔位于炭纖維網(wǎng)的兩側(cè)，固定紐扣設(shè)于銅箔的上表面。
[0011]進一步，當兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體之間串聯(lián)時，每個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體的電阻為0.1 Ω。
[0012]進一步，當兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體之間并聯(lián)時，每個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體的電阻為0.4Ω。
[0013]進一步，所述上模板和下模板均采用鋼板制成。
[0014]進一步，所述絕緣層采用鋼化玻璃板制成。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點如下:
[0016](I)通過炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體對坯體加熱，可以使坯體受熱均勻，從而使得固化一致，有效解決坯體變形、分層問題，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；
[0017](2)縮短固化時間，降低固化能耗；
[0018](3)裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝拆卸方便，可靠性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是本實用新型炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:I—上模板，2—下模板，3—坯體，4一絕緣層，5—等高塊，6—變壓器，7—開關(guān)，8—溫控器，9—第一導線，10—第二導線，11—炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體，12—炭纖維網(wǎng)，13—銅箔，14 一固定紐扣。

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0024]實施例1
[0025]參照圖1，本實施例包括上模板1、下模板2和變壓器6，上模板I的下表面和下模板2的上表面均設(shè)有炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體11，炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體11的上表面和下表面均設(shè)有絕緣層4 ;兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體11分別通過第一導線9與變壓器6連接，兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體11之間串聯(lián)，第一導線9上設(shè)有開關(guān)7 ;上模板I和下模板2均采用鋼板制成，絕緣層4采用鋼化玻璃板制成。
[0026]上模板I與下模板2之間還設(shè)置有兩塊等高塊5，每塊等高塊5的高度(沿上模板I和下模板2的距離方向)=所固化的坯體3的厚度+4塊絕緣層4的厚度+2塊炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體11厚度。
[0027]參照圖3，炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體11包括炭纖維網(wǎng)12、銅箔13、固定紐扣14，銅箔13位于炭纖維網(wǎng)12的兩側(cè)，固定紐扣14設(shè)于銅箔13的上表面。調(diào)整炭纖維網(wǎng)12的稀疏度，使得單塊炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體11的電阻為0.1 Ω。
[0028]為了準確地進行溫度控制，變壓器6通過第二導線10連接有溫控器8，變壓器6與溫控器8串聯(lián)形成回路，通過設(shè)定溫控器8的溫度來控制坯體3的固化溫度；溫控器8的測溫元件為熱電偶。
[0029]工作過程如下:坯體3制造成型后，將坯體3置于下模板2上，再將上模板I置于還體3上,使還體3處于上模板I和下模板2之間，?體3的一端與下模板2的上表面接觸，另一端與上模板I的下表面接觸；再用螺栓將上模板I和下模板2固定；溫控器8置于坯體3上，用電橋測得串聯(lián)的兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體11的電阻為0.2 Ω，將變壓器6的電壓調(diào)至36V，將溫控器8的溫度設(shè)定為120°C ;接通開關(guān)7，炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體11通電發(fā)熱，坯體3開始固化，6h后固化完成；固化完畢后脫模，拆卸螺栓，吊開上模板1，從下模板2上搬開坯體3。
[0030]坯體固化對照試驗:
[0031]采用現(xiàn)有的熱風爐固化厚度為45mm的坯體3，所需加熱功率為45KW，固化時間為10h，產(chǎn)品翹曲變形，平面度4mm，有部分分層現(xiàn)象，分層率約10%，固化溫度為250°C ;熱風爐裝6塊坯體總耗電量450KW.h，平均每塊坯體的耗電量為75KW.h。
[0032]采用實施例1的炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置固化厚度為45mm的坯體3 (每次固化一塊坯體3)，固化時間為6h，坯體3脫模后檢測，坯體3的平面度
<0.5mm，沒有分層現(xiàn)象，產(chǎn)品質(zhì)量較高；總耗電量39KW.h，即每塊坯體3的耗電量為39KW.h，產(chǎn)品能耗較低。
[0033]實施例2
[0034]參照圖2，本實施例與實施例1的區(qū)別僅在于，兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體11之間并聯(lián)；調(diào)整炭纖維網(wǎng)12的稀疏度，使得單塊炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體11的電阻為0.4Ω。
[0035]工作過程如下:坯體3制造成型后，將坯體3置于下模板2上，再將上模板I置于還體3上，使還體3處于上模板I和下模板2之間，還體3的一端與下模板2的上表面接觸，另一端與上模板I的下表面接觸；再用螺栓將上模板I和下模板2固定；溫控器8置于坯體3上，用電橋測得并聯(lián)的兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體11的電阻為0.2 Ω，將變壓器6的電壓調(diào)至36V，將溫控器8的溫度設(shè)定為120°C ;接通開關(guān)7，炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體11通電發(fā)熱，坯體3開始固化，6.5h后固化完成；固化完畢后脫模，拆卸螺栓，吊開上模板1，從下模板2上搬開還體3。
[0036]坯體固化對照試驗:
[0037]用現(xiàn)有的熱風爐固化厚度為50mm的坯體3，所需加熱功率為45KW，固化時間為12h，產(chǎn)品翹曲變形，平面度3mm，有部分分層現(xiàn)象，分層率約8%，固化溫度為250°C ;熱風爐裝6塊坯體總耗電量540KW.h，平均每塊坯體的耗電量為90KW.h。
[0038]采用實施例2的炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置固化厚度為50mm的坯體3 (每次固化一塊坯體3)，固化時間為6.5h，坯體3脫模后檢測，坯體3的平面度
<0.5mm,沒有分層現(xiàn)象，產(chǎn)品質(zhì)量較高；總耗電量43KW.h,即每塊坯體3的耗電量為43KW.h，產(chǎn)品能耗較低。
[0039]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型實施例進行各種修改和變型，倘若這些修改和變型在本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則這些修改和變型也在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
[0040]說明書中未詳細描述的內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置，其特征在于:包括上模板、下模板和變壓器，所述上模板的下表面和下模板的上表面均設(shè)有炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體，炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體的上表面和下表面均設(shè)有絕緣層；兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體通過第一導線與變壓器連接，兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體之間串聯(lián)或并聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置，其特征在于:所述上模板與下模板之間還設(shè)置有至少兩塊等高塊。
3.如權(quán)利要求1或2所述的炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置，其特征在于:所述變壓器通過第二導線連接有溫控器，所述變壓器和溫控器串聯(lián)形成回路。
4.如權(quán)利要求3所述的炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置，其特征在于:所述溫控器的測溫元件為熱電偶。
5.如權(quán)利要求1或2所述的炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置，其特征在于:所述第一導線上設(shè)有開關(guān)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置，其特征在于:所述炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體包括炭纖維網(wǎng)、銅箔和固定紐扣，銅箔位于炭纖維網(wǎng)的兩側(cè)，固定紐扣設(shè)于銅箔的上表面。
7.如權(quán)利要求1或2所述的炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置，其特征在于:當兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體之間串聯(lián)時，每個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體的電阻為0.1Ω。
8.如權(quán)利要求1或2所述的炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置，其特征在于:當兩個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體之間并聯(lián)時，每個炭纖維網(wǎng)發(fā)熱體的電阻為0.4Ω。
9.如權(quán)利要求1或2所述的炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置，其特征在于:所述上模板和下模板均采用鋼板制成。
10.如權(quán)利要求1或2所述的炭纖維網(wǎng)發(fā)熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置，其特征在于:所述絕緣層采用鋼化玻璃板制成。
【文檔編號】H05B3/00GK204104148SQ201420523638
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】戴開瑛, 張治軍, 許 鵬, 鐘才能, 崔金 申請人:湖南南方搏云新材料有限責任公司