一種納微米碳纖維復合氈及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種納微米碳纖維復合氈及其制備方法，由納米碳纖維層和微米碳纖維層交替組合而成，所述的納米碳纖維層為單層納米碳纖維氈構成，所述的微米碳纖維層由1～4層的微米碳纖維單層組成，每一層微米碳纖維層中微米碳纖維單層的總數(shù)相等、相差1層或相差2層。復合氈中納米碳纖維層和微米碳纖維單層總層數(shù)的層數(shù)比為(x+1)∶x或1∶1～1∶3.5。本發(fā)明充分結合了納米碳纖維和微米碳纖維的優(yōu)點，將微米碳纖維作為類似骨架支撐層，將導電導熱性優(yōu)異且彈性變形大的納米碳纖維作為功能層，在避開納米碳纖維制造成本高、工藝操作性差以及分散效率低難題的同時，又彌補了微米碳纖維對復合材料層間強度貢獻薄弱的劣勢。
【專利說明】一種納微米碳纖維復合氈及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種納微米碳纖維復合氈及其制備方法，屬于復合材料【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 納米碳纖維是指直徑在50納米到200納米的碳纖維，區(qū)別于常規(guī)微米級碳纖維 (直徑在5微米?10微米）和納米碳管（直徑為1納米到50納米）。納米碳纖維在尺寸 級別上填補了納米碳管和常用微米級碳纖維的缺口，同時由于一維納米尺寸效應，納米碳 纖維具有與納米碳管相近的優(yōu)異導電導熱性、高模高強、低密度以及大的彈性變形等特點。
[0003] 納米碳纖維是由單層或多層石墨平行堆積或與纖維軸線呈一定夾角堆積而成的 中空結構，具有大長徑比、高比表面積、低密度和彈性變形大等優(yōu)良的力學性能，還具備高 電導率和熱導率的特點，無論從力學性能還是導電導熱功能方面都適合充當結構功能復合 材料的增強體。由于其大長徑比和中空管狀結構，電子遷移速度極快，電阻很小，電荷遷移 率非常高，電流極易通過且?guī)缀鯖]有任何損失，故導電率很高。研究表明納米碳纖維的電流 負載能力接近銅導線的1〇〇〇倍，且能在很高的載流密度下依然保持較高的熱穩(wěn)定性。該原 理同樣適用于導熱性能，其一維量子隧道效應加強了熱交換率。
[0004] 隨著社會技術的不斷進步，對高性能復合材料產(chǎn)品尤其是碳纖維增強的復合材料 產(chǎn)品需求越來越大。與此同時，科技進步對導電、導熱等功能性復合材料的需求增長快速， 納米碳纖維由于上述的優(yōu)異導電導熱性能，成為復合材料功能改性的重點研究對象。
[0005] 目前，制備納米碳纖維的方法主要有3種：電弧放電、激光蒸發(fā)、化學氣相沉積 (CVD法），工業(yè)化生產(chǎn)主要采用第3種。一般生產(chǎn)的納米碳纖維具有高比表面積和長徑比， 多呈束狀纏繞，以氈狀形態(tài)存在，既不溶于水也不溶于有機溶劑，分散效率極低。通常需進 行相當繁瑣的后處理工序才能將互相纏繞的納米碳纖維分開，方可作為導電導熱及力學增 強材料使用。但即使經(jīng)過后期多種物理和化學方式處理，其在基體中仍極易團聚和纏繞。且 由于團聚后的狀態(tài)已不是納米級，故而也失去了納米尺度下獨特的物理化學性能，影響其 優(yōu)異性能的發(fā)揮?？梢哉f納米碳纖維在基體中的均勻分散效率是制約其在高性能復合材料 工程應用的最大障礙。
[0006] 針對納米碳纖維的分散難題，若直接將制備所得的納米碳纖維氈用于復合材料成 型，又存在制備成本高、操作工藝性差等問題。首先納米碳纖維的制備成本較高，每克約 1000美元，有"貴比黃金"之稱。主要有兩方面原因：（1)制備納米碳纖維的設備復雜，相關 制備工藝參數(shù)控制要求高；（2)由于需在高溫（700-1100°C )和相對密封的空間內(nèi)生長，故 目前高質(zhì)量的納米碳纖維難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。其次，制約納米碳纖維直接作為復合材料 增強體的另一難題是工藝操作性差，納米碳纖維呈松散氈狀，厚度僅約〇. 02毫米，與常用 微米碳纖維相比較薄，薄的松散氈在鋪層過程中不能較好的隨形鋪覆，尤其是在模具或芯 材曲率變化較大的部位，若無其他材料作為基底支撐而單純靠納米碳纖維層，很容易斷裂 或散開，制備的預成型體質(zhì)量差。最后，厚度薄對制造成本提出了較高要求。以2毫米厚復 合材料制備為例，如果均采用納米碳纖維，需要鋪覆1〇〇層才能滿足厚度要求，材料成本和 下料、鋪覆等工序的制造成本比較高。同時，將100層氈狀納米碳纖維層疊放在一起，不僅 多層纖維中裹入的氣泡多，且總厚度遠遠大于理論厚度，不利于高質(zhì)量預成型體的制備。
[0007] 綜上所述，由于制備成本高和工藝操作性差限制了納米碳纖維作為增強體在復 合材料設計制備中的應用。目前產(chǎn)品生產(chǎn)過程中預成型中間體主要以微米級碳纖維為主 (95%以上），如單向布、平紋布等各種類型的織物及單向預浸料等，生產(chǎn)及操作工藝成熟， 材料成本低廉。但采用其成型后的復合材料導電導熱性能差，無法直接應用于有電、熱性能 要求的環(huán)境中；其次，產(chǎn)品的層間剪切強度低，受到外力容易產(chǎn)生層間破壞，限制了其進一 步應用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術不足，提供了可大幅提高電導率和熱導率、且能 最大限度的保持長連續(xù)纖維的力學性能并改善產(chǎn)品層間強度的納微米碳纖維復合氈及其 制備方法，為導電導熱復合材料產(chǎn)品提供一種預成型中間體選擇。
[0009] 本發(fā)明的技術解決方案：一種納微米碳纖維復合氈，由納米碳纖維層和微米碳纖 維層交替組合而成，所述的納米碳纖維層為單層納米碳纖維氈構成，所述的微米碳纖維層 由1?4層的微米碳纖維單層組成，每一層微米碳纖維層中微米碳纖維單層的總數(shù)相等、相 差1層或相差2層。
[0010] 納米碳纖維層由單層納米碳纖維氈構成，納米碳纖維氈采用通用方法如化學氣相 沉積（CVD)等方法制備得到松散氈狀形態(tài)，納米碳纖維氈的厚度一般為0. 015毫米?0. 02 毫米，單位面積重量為16克?20克/平方米，納米碳纖維直徑50納米到200納米。
[0011] 微米碳纖維層由1?4層的微米碳纖維單層組成，微米碳纖維單層可以為單層的 短切碳纖維氈、單向帶或碳布織物，碳布織物可以是單向簾子布、鍛紋布或平紋布等。一般 單層微米級纖維層的厚度為0. 2毫米?0. 25毫米，單位面積重量為（170?210)克/平方 米，微米碳纖維直徑5微米到10微米。
[0012] 在滿足納米碳纖維層和微米碳纖維單層的層數(shù)比設計的條件下，每層微米碳纖維 層中所含微米碳纖維單層數(shù)量盡量接近，設計中微米碳纖維層之間的微米碳纖維單層數(shù)量 相同、相差1層或2層，優(yōu)選數(shù)量相同。比如納米碳纖維層和微米碳纖維單層的層數(shù)比為 1 : 1，納微米碳纖維復合氈為[N/Wd]s，N為納米碳纖維層，Wd為微米碳纖維單層，下同；納 米碳纖維層和微米碳纖維單層的層數(shù)比為1 : 2,納微米碳纖維復合氈為[N/Wd/Wd]s，納米 碳纖維層和微米碳纖維單層的層數(shù)比為1 : 3,納微米碳纖維復合氈為[N/Wd/Wd/Wd]s。
[0013] 本發(fā)明充分結合了納米碳纖維和微米級碳纖維的優(yōu)點，將兩者按一定方式和比例 復合成新型碳纖維復合氈。納米碳纖維層和微米碳纖維層要交替鋪層，即相鄰納米碳纖維 層之間要間隔微米碳纖維層，以保持產(chǎn)品的力學性能。復合氈中納米碳纖維層和微米碳纖 維單層總層數(shù)的比例為（X+1) : X或1 : 1?1 : 3.5。若納米碳纖維比重過大，對成本和 工藝性影響較多，且對層間性能的增加幅度不明顯。若微米碳纖維比重過大，影響導電導熱 性能的提1?。
[0014] 本發(fā)明可以根據(jù)所需產(chǎn)品性能不同要求，進行鋪層設計。若對導電導熱性能要求 高時，在兼顧成本和工藝性的同時，米碳纖維層和微米碳纖維層按照N-W-N-W-. . . -N-W-N 順序排列，N表示納米碳纖維層，W表示微米碳纖維層，納米碳纖維層與微米碳纖維單層的 總層數(shù)比為（χ+1) : χ，即復合氈以納米碳纖維層與微米碳纖維單層交替鋪層后，兩側最外 層要均為納米碳纖維層，此類復合氈適用于對導熱導電性能要求高的復合材料。
[0015] 若對層間性能要求高時，在兼顧成本和工藝性的同時，納米碳纖維層和微米碳纖 維層按照... -N-W-N-W-...順序交替鋪層，納米碳纖維層和微米碳纖維單層的總層數(shù)比為 1 : 2.5?1 : 3.5,此類型復合氈適用于對層間強度要求高的復合材料。
[0016] 若對整體綜合性能要求高時，在兼顧成本和工藝性的同時,納米碳纖維層和微米 碳纖維層按照N-W-N-W-. . . -N-W-N順序排列，納米碳纖維層和微米碳纖維單層的總層數(shù)比 例滿足（y-1) : xe [5 : 6,5 : 8]，y為納米碳纖維層的層數(shù)，即復合氈以納米碳纖維層 與微米碳纖維層交替鋪層后，兩側最外層要均為納米碳纖維層。
[0017] 一種納微米碳纖維復合氈的制備方法，包括以下步驟：
[0018] 制備納米碳纖維層和微米碳纖維層；
[0019] (1)納米碳纖維層的制備
[0020] 采用采用化學氣相沉積法或其他公知技術。采用化學氣相沉積法的具體工藝參數(shù) 如下（化學氣相沉積法為公知技術，可根據(jù)具體情況進行調(diào)節(jié)）：乙醇作為碳源，二茂鐵為 催化劑，噻吩為助催化劑，將三者配制成一定濃度的標準溶液。其中二茂鐵在丙酮溶液中的 濃度為〇. 〇〇8g?0. 05g/ml，噻吩在乙醇溶液中的濃度為0. Olg?0. lg/ml。在氦氣保護下， 待石英管內(nèi)溫度勻速升溫至780°C后恒溫，通入氬氣和氫氣的混合氣體，同時，采用小型注 射器注入標準溶液。末端通過旋轉收集器將納米碳纖維收集成卷。將制備的納米碳纖維在 350°C?450°C下碳化處理20min?30min冷卻后酸洗烘干，按要求尺寸裁剪備用得到納米 碳纖維層，納米碳纖維層為氈狀。制備的納米碳纖維單層厚度為0. 015毫米?0. 02毫米。
[0021] ⑵微米碳纖維層的制備
[0022] 微米碳纖維單層可采用短切纖維氈、單向帶、碳布織物等形式，制備方法為公知技 術，可以根據(jù)具體要求選擇。如采用常用的面密度在（170?210)克/平方米的碳纖維織 物如單向簾子布、鍛紋布或平紋布等作為微米級碳纖維層，按要求尺寸裁剪備用。微米級碳 纖維層的單層厚度為〇. 2毫米?0. 25毫米。
[0023] 根據(jù)所需的微米碳纖維單層總數(shù)，進行微米碳纖維層的鋪層設計，每層微米碳纖 維層中所含微米碳纖維單層數(shù)量盡量接近，設計中微米碳纖維層之間的微米碳纖維單層數(shù) 量相同、相差1層或相差2層。
[0024] 將納米碳纖維層和微米碳纖維層交替疊放在一起，壓實，納米碳纖維層和微米碳 纖維單層的總層數(shù)比為（x+1) : X或1 : 1?1 : 3.5。
[0025] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果：
[0026] (1)本發(fā)明充分結合了納米碳纖維和微米碳纖維的優(yōu)點，將微米碳纖維作為類似 骨架支撐層，將導電導熱性優(yōu)異且彈性變形大的納米碳纖維作為功能層，在避開納米碳纖 維制造成本高、工藝操作性差以及分散效率低難題的同時，又彌補了微米碳纖維對復合材 料層間剪切強度貢獻薄弱的劣勢，有效發(fā)揮納米碳纖維與樹脂的良好界面結合能力，直接 將納米碳纖維以氈狀形式與微米碳纖維復合，為導電、導熱、輕質(zhì)高強的復合材料提供一種 新型的預成型中間體選擇；
[0027] (2)本發(fā)明采用微米碳纖維作為納米碳纖維層的骨架支撐，一方面降低成本，另一 方面提高了整體工藝操作性，采用本發(fā)明的復合材料產(chǎn)品可在大幅提高電導率和熱導率的 同時，最大限度的保持長連續(xù)纖維的力學性能，并改善產(chǎn)品的層間強度；
[0028] (3)本發(fā)明確定了納米碳纖維和微米碳纖維復合方式和比例，能最大限度的發(fā)揮 納米碳纖維和微米碳纖維的綜合性能；
[0029] (4)本發(fā)明可以根據(jù)所需產(chǎn)品性能不同要求，進行鋪層設計，得到不同性能的預成 型中間體；
[0030] (5)本發(fā)明確定了不同性能所需的優(yōu)選比例，使最終產(chǎn)品性能優(yōu)勢最大化。
[0031] 說明書附圖
[0032] 圖1為本發(fā)明結構示意圖；
[0033] 圖2為本發(fā)明工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0034] 本發(fā)明如圖1所示，由納米碳纖維層1和微米碳纖維層2交替組合而成，納米碳纖 維層1為單層納米碳纖維氈構成，微米碳纖維層2由1?4層的微米碳纖維單層組成，每一 層微米碳纖維層2中微米碳纖維單層的總數(shù)相等、相差1層或相差2層。復合氈中納米碳 纖維層1和微米碳纖維單層總層數(shù)的層數(shù)比為（x+1) : X或1 : 1?1 : 3.5。
[0035] 以下結合附圖2和具體實例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0036] 實施例1
[0037] 制備碳纖維復合材料平板，厚度為3mm，由納微米碳纖氈鋪覆而成，采用RTM用 6808中溫環(huán)氧樹脂注射成型。固化后切樣測試電導率、熱導率和層間剪切強度，制備的納微 米碳纖維復合氈/6808復合材料的具體性能數(shù)據(jù)如表1所示。
[0038] 納米碳纖維層與微米碳纖維單層的總層數(shù)比為15 : 14,納米碳纖維層采用15層 納米碳纖維毯（厚度為〇. 〇2mm?0. 025mm，面密度為16g/m2)，微米碳纖維單層采用14層 T300-3K碳纖維織成的單向簾子布（厚度為0. 2mm±0. 01mm，面密度為170g/m2)，按[N/Wd]14s 鋪覆后，在表面增加1層納米碳纖維層的鋪覆，其余步驟同實施例1，得到的納微米碳纖維 復合氈/6808復合材料性能見表1。
[0039] 具體實施過程如下：
[0040] 1、納米碳纖維層和單向簾子布按尺寸裁剪好。
[0041] 2、先鋪覆1層納米碳纖維層，接著鋪覆1層單向簾子布并壓實，此為一個單元。
[0042] 3、按照鋪層順序[N/W]14S鋪覆，并在最外側增加1層納米碳纖維層，預壓實，保證 預壓實后的層組厚度在3mm?3. 2mm范圍內(nèi)。
[0043] 4、RTM 成型
[0044] 將鋪層組放入平板模具，修整邊緣、密封并合模；采用6808RTM中溫環(huán)氧樹脂體系 對鋪層組進行注膠，注膠工藝參數(shù)如下：模具溫度55°C ±5°C，注射壓力0. 2MPa?0. 3MPa， 注射時間3h?6h ;固化，固化工藝參數(shù)如下：90°C ±5°C保溫lh ;125°C ±5°C保溫2h，冷卻 至60°C下脫模。
[0045] 5、切樣檢測層間剪切強度。
[0046] 實施例2
[0047] 納米碳纖維層與微米碳纖維單層的總層數(shù)比為1 : 1，納米碳纖維層采用14層 納米碳纖維毯（厚度為〇. 〇2mm?0. 025mm，面密度為16g/m2)，微米碳纖維單層采用14層 T300-3K碳纖維織成的單向簾子布（厚度為0. 2mm±0. 01mm，面密度為170g/m2)。按實施例 [N/Wd] 14S鋪覆后，在表面增加1層納米碳纖維層的鋪覆，其余步驟同實施例1，得到的納微米 碳纖維復合毯/6808復合材料性能詳見表1。
[0048] 實施例3
[0049] 納米碳纖維層與微米碳纖維單層的總層數(shù)比為1 : 3,納米碳纖維層采用5層納 米碳纖維毯（厚度為0· 02mm?0· 025mm，面密度為15g/m2)，微米碳纖維單層采用15層 T300-3K碳纖維織成的單向簾子布（厚度為0. 2mm±0. 01mm，面密度為170g/m2)，按照鋪層 順序[N/Wd/Wd/W d]5S鋪覆，其余步驟同實施例1，得到的納微米碳纖維復合氈/6808復合材料 性能詳見表1。
[0050] 實施例4
[0051] 納米碳纖維層與微米碳纖維單層的總層數(shù)比為1 : 2. 5,納米碳纖維層采用6層 納米碳纖維毯（厚度為〇. 〇2mm?0. 025mm，面密度為16g/m2)，微米碳纖維單層采用15層 T300-3K碳纖維織成的單向簾子布（厚度為0. 2mm±0. 01mm，面密度為170g/m2)，按照鋪層 順序[N/Wd/Wd/N/W d/Wd/Wd]3S鋪覆，其余步驟同實施例1，得到的納微米碳纖維復合氈/6808 復合材料性能見表1。
[0052] 實施例5
[0053] 納米碳纖維層與微米碳纖維單層的總層數(shù)比為1 : 3. 5,納米碳纖維層采用4層 納米碳纖維毯（厚度為〇. 〇2mm?0. 025mm，面密度為16g/m2)，微米碳纖維單層采用14層 T300-3K碳纖維織成的單向簾子布（厚度為0. 2mm±0. 01mm，面密度為170g/m2)，按照鋪層 順序[N/Wd/Wd/W d/N/Wd/Wd/Wd/Wd] 2S鋪覆，其余步驟同實施例1，得到的納微米碳纖維復合氈 /6808復合材料性能見表1。
[0054] 實施例6
[0055] 碳纖維復合材料平板，厚度為3. 5mm左右，由納微米碳纖氈鋪覆而成。采用RTM 用6808中溫環(huán)氧樹脂注射成型。納米碳纖維層和微米碳纖維單層的總層數(shù)比例滿足 (y-1) : x = 5 : 7,納米碳纖維層采用10層納米碳纖維毯（厚度為0.02mm?0.025mm, 面密度為16g/m2)，微米碳纖維單層采用14層T300-3K碳纖維織成的單向簾子布（厚度 為 0· 2mm±0. 01臟，面密度為 170g/m2)，按照鋪層順序[N/Wd/Wd/N/Wd/N/W d/Wd/N/Wd/N/Wd]2S 鋪覆，最后在表面鋪1層納米碳纖維層。按要求鋪覆并預壓實，預壓實后的層組厚度在 3. 5mm?3. 6mm范圍內(nèi)。其余步驟同實施例1，得到的納微米碳纖維復合毯/6808復合材料 性能見表1。
[0056] 實施例7
[0057] 碳纖維復合材料平板，厚度為3. 5mm左右，由納微米碳纖氈鋪覆而成。采用RTM 用6808中溫環(huán)氧樹脂注射成型。納米碳纖維層和微米碳纖維單層的總層數(shù)比例滿足 (y-1) : X = 5 : 6,納米碳纖維層采用10層納米碳纖維毯（厚度為0· 02mm?0· 025mm, 面密度為16g/m2)，微米碳纖維單層采用12層T300-3K碳纖維織成的單向簾子布（厚度為 0· 2mm±0. 01臟，面密度為 170g/m2)，按照鋪層順序[N/Wd/N/Wd/N/Wd/W d/N/Wd/N/Wd]2S 鋪覆， 最后在表面鋪1層納米碳纖維層。按要求鋪覆并預壓實，預壓實后的層組厚度在3. 4mm? 3. 5mm范圍內(nèi)。其余步驟同實施例1，得到的納微米碳纖維復合毯/6808復合材料性能見表 1〇
[0058] 實施例8
[0059] 碳纖維復合材料平板，厚度為3. 5mm，由納微米碳纖氈鋪覆而成。采用RTM用6808 中溫環(huán)氧樹脂注射成型。納米碳纖維層和微米碳纖維單層的總層數(shù)比例滿足（y-1) : x = 5 : 8,納米碳纖維層采用10層納米碳纖維氈，微米碳纖維單層采用16層T300-3K碳纖維 織成的單向簾子布，鋪層順序為[N/W d/Wd/N/Wd/N/Wd/Wd/N/W d/N/Wd/Wd]2S，最后在表面鋪1層 納米碳纖維層。按要求鋪覆并預壓實，預壓實后的層組厚度在3.5mm?3. 6mm范圍內(nèi)。其 余步驟同實施例1，得到的納微米碳纖維復合氈/6808復合材料性能見表1。
[0060] 實施例9
[0061] 碳纖維復合材料平板，厚度為3mm，由納微米碳纖毯鋪覆而成。采用RTM用6808中 溫環(huán)氧樹脂注射成型。納米碳纖維層與微米碳纖維單層的總層數(shù)比為1 : 2,納米碳纖維層 采用層納米碳纖維氈7層納米碳纖維氈，微米碳纖維單層采用14層T300-3K碳纖維織成的 單向簾子布，按照鋪層順序[N/W d/Wd]7S鋪覆并預壓實，預壓實后的層組厚度在3mm?3. 2mm 范圍內(nèi)。其余步驟同實施例1，得到的納微米碳纖維復合氈/6808復合材料性能見表1。
[0062] 對比例
[0063] 碳纖維復合材料平板，厚度為3mm，由15層T300-3K碳纖維織成的單向簾子布鋪覆 而成。采用RTM用6808中溫環(huán)氧樹脂注射成型，制備得到的單向簾子布/6808RTM復合材 料性能見表1。
[0064] 表 1
[0065] 性能 對比 實例1 實例2 實例3 實例4 實例5 實例6 實例7 實例8 實例9 例 （λγ + 1):λγ 1:1 1： 3 1: 2. 5 1: 3. 5 5: 7 5: 6 5: Β 1: 2 電導率 0.085 3605. 4 1783. 5 1862.6 1903. 7 1795.5 2317.2 2453. 5 2455.8 1811.5 (S/m) 熱導率 0·24 12.52 6.22 6.85 7. 03 5. 96 9. 85 9. 69 9. 59 6. 15 W/ (m · K) 層間剪切 85.3 87. 6 87. 2 92.5 93.5 92.9 89.3 89.6 90.2 90. 1 強度 (MPa)
[0066] 1)從表1中數(shù)據(jù)可以看出，實例1中比例（x+1) : X接近1 : 1，但由于最外側是 納米碳纖維層，導電導熱性能為實施例2(1 : 1)的一倍，但實施例1、2的層間性能提高不 明顯。由此可見，對于導電導熱性能要求高的，在兼顧成本和工藝性的同時，納米碳纖維層 與微米碳纖維單層的總層數(shù)的優(yōu)選比例為（x+1) : X，且須保證最外側均為納米碳纖維層。 [0067] 2)從表1中數(shù)據(jù)可以看出，實例3、4、5中雖導電導熱性能僅為實例1比例為 (x+1) : X的一半左右，但層間性能提高明顯。即可得出對層間性能要求高時，在兼顧成 本和工藝性的同時，納米碳纖維層與微米碳纖維單層的總層數(shù)的優(yōu)選比例為1 : 2. 5? 1 : 3. 5,對最外側是否為納米碳纖維層無要求。
[0068] 3)從表1中數(shù)據(jù)可以看出，實例6、7、8中導電導熱性能和層間剪切性能都劇中。 即可得出對整體綜合性能要求高時，在兼顧成本和工藝性的同時，納米碳纖維層和微米碳 纖維單層的總層數(shù)比例滿足（y-1) : xe [5 : 6,5 : 8]，復合氈以納米碳纖維層與微米碳 纖維層交替鋪層后，兩側最外層要均為納米碳纖維層。
[0069] 本發(fā)明未詳細說明部分為本領域技術人員公知技術。
【權利要求】
1. 一種納微米碳纖維復合氈，其特征在于：由納米碳纖維層（1)和微米碳纖維層（2) 交替組合而成，所述的納米碳纖維層（1)為單層納米碳纖維氈構成，所述的微米碳纖維層 (2)由1?4層的微米碳纖維單層組成，每一層微米碳纖維層（2)中微米碳纖維單層的總數(shù) 相等或相差1?2層。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種納微米碳纖維復合氈，其特征在于：所述的納米碳纖維 層（1)與微米碳纖維單層的總層數(shù)比例滿足（x+1) : X或1 : 1?1 : 3.5，x為微米碳纖 維單層的總層數(shù)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種納微米碳纖維復合氈，其特征在于：所述的納米碳纖 維層（1)和微米碳纖維層（2)按照N-W-N-W-. ..-N-W-N順序交替鋪層，N表示納米碳纖 維層（1)，W表示微米碳纖維層（2)，納米碳纖維層（1)與微米碳纖維單層的總層數(shù)比為 (x+1) : X。
4. 根據(jù)權利要求2所述的一種納微米碳纖維復合氈，其特征在于：所述的納米碳纖維 層（1)和微米碳纖維層（2)按照N-W-N-W-...-N-W-N順序交替鋪層，納米碳纖維層（1)和 微米碳纖維單層的總層數(shù)比例滿足（y-1) : X e [5 : 6,5 : 8]，y為納米碳纖維層（1)的 層數(shù)。
5. 根據(jù)權利要求2所述的一種納微米碳纖維復合氈，其特征在于：所述的納米碳纖維 層⑴和微米碳纖維層（2)按照...-N-W-N-W-...順序交替鋪層，納米碳纖維層⑴和微 米碳纖維單層的總層數(shù)比為1 : 2.5?1 : 3.5。
6. 根據(jù)權利要求1、2、3、4或5所述的一種納微米碳纖維復合氈，其特征在于：所述的 單層納米碳纖維氈的厚度為〇. 015毫米?0. 02毫米，微米級纖維單層的厚度為0. 2毫米? 0. 25暈米。
7. -種納微米碳纖維復合氈的制備方法，其特征在于包括以下步驟： 制備單層納米碳纖維氈作為納米碳纖維層（1); 制備微米碳纖維單層； 1?4層微米碳纖維單層組成微米碳纖維層（2);和 將納米碳纖維層（1)和微米級碳纖維層（2)交替疊放在一起，壓實，復合氈中納米碳纖 維層（1)和微米碳纖維單層總層數(shù)的層數(shù)比為（x+1) : X或1 : 1?1 : 3.5，x為微米碳 纖維單層的總層數(shù)。
8. 根據(jù)權利要求7所述的一種納微米碳纖維復合氈的制備方法，其特征在于：所述納 米碳纖維層（1)和微米碳纖維層（2)按照N-W-N-W-. ..-N-W-N順序交替鋪層，N表示納米 碳纖維層（1)，W表示微米碳纖維層（2)，納米碳纖維層（1)與微米碳纖維單層的總層數(shù)比 為（x+1) : X。
9. 根據(jù)權利要求7所述的一種納微米碳纖維復合氈的制備方法，其特征在于：所述的 納米碳纖維層（1)和微米碳纖維層（2)按照N-W-N-W-...-N-W-N順序交替鋪層，納米碳纖 維層（1)和微米碳纖維單層的總層數(shù)比例滿足（y-1) : X e [5 : 6,5 : 8]，y為納米碳纖 維層⑴的層數(shù)。
10. 根據(jù)權利要求7所述的一種納微米碳纖維復合氈的制備方法，其特征在于：所述的 納米碳纖維層（1)和微米碳纖維層（2)按照...-N-W-N-W-...順序交替鋪層，納米碳纖維 層（1)和微米碳纖維單層的總層數(shù)比為1 : 2.5?1 : 3.5。
【文檔編號】B32B37/02GK104118158SQ201410339796
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權日:2014年7月17日
【發(fā)明者】許亞洪, 王召娣, 龔文化, 李麗英 申請人:航天特種材料及工藝技術研究所