【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳碳复合材料，具体涉及一种硼掺杂提升碳碳复合材料耐磨性的方法。
技术介绍
1、碳碳复合材料是指以碳纤维作为增强体，以碳作为基体的一类复合材料；碳碳复合材料因其出色的高温稳定性、良好的力学性能和低的热膨胀系数，在航空航天、汽车、电子等领域具有广泛的应用；
2、为了满足在复杂和严苛工作环境下的长期使用需求，碳碳复合材料的耐磨性有待进一步提高。
3、cn116375489a公开了一种碳-碳复合材料及其制备方法，具体公开了将碳纤维编织得到碳纤维编织体，然后置于碳源中进行化学气相渗入处理，制得碳碳预制体，将碳碳预制体进行真空浸渍，浸渍剂是乙烯焦油和氢化剂反应得到的聚合物，浸渍后进行碳化处理和高温处理，制得碳碳复合材料；
4、该方法制得的碳碳复合材料，密度和硬度高，耐磨损，但是耐磨性能仍然处于较低水平，并且耐腐蚀性能差。
5、申请人在研发过程中还发现，硼元素作为一种有效的掺杂剂，可以显著提高材料的耐磨性能，但是在碳碳复合材料制备过程中尚未得到充分研究和优化。
6、因此，提供一种碳碳复合材料的制备方法，通过硼掺杂的方式提高材料的耐磨性能，并且材料具备较好的耐腐蚀性能是现有技术亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种硼掺杂提升碳碳复合材料耐磨性的方法，制得的材料耐磨性好，耐腐蚀性能佳。
2、针对上述技术问题，本专利技术采取以下技术方案：
3、一种硼掺
4、1.制备水解碳硼前驱体
5、（1）硼掺杂
6、向n,n-二甲基甲酰胺中加入聚丙烯腈，搅拌均匀后加入硼酸，进行超声处理，超声时间为30-35min，超声功率为342-357w，超声频率为93-100khz，超声结束后，置于156-160℃下进行热处理，热处理时间为1.2-1.5h，热处理结束后，自然降低至室温，制得碳硼前驱体；
7、所述n,n-二甲基甲酰胺、聚丙烯腈和硼酸的质量比为28-32:9-11:0.47-0.53；
8、（2）水解
9、将碳硼前驱体置于氢氧化钠溶液中，升高温度至92-97℃，在200-215rpm下搅拌反应1.8-2.2h，搅拌反应结束后，洗涤干燥后，制得水解碳硼前驱体；
10、所述氢氧化钠溶液的质量浓度为20-25%；
11、所述碳硼前驱体、氢氧化钠溶液的质量比为8.2-8.6:34-36。
12、2.制备改性碳纳米管
13、（1）预处理
14、将碳纳米管置于密闭容器中，加入去离子水和十二烷基硫酸钠进行搅拌，搅拌均匀后，加入二羟甲基丁酸和酒石酸，升高温度至83-89℃，进行搅拌，搅拌转速为547-572rpm，搅拌时间为22-30min，搅拌结束后，经过滤洗涤，置于76-80℃下干燥2.8-3.3h，制得羧基化碳纳米管；
15、所述碳纳米管、去离子水、十二烷基硫酸钠、二羟甲基丁酸和酒石酸的质量比为11.0-11.4:92-100:0.8-1.0:1.1-1.5:1.4-1.7；
16、（2）改性
17、将羧基化碳纳米管置于密闭容器中，加入二氯亚砜，升高温度至108-113℃进行搅拌反应，反应时间为18-22h，反应结束后，过滤干燥，制得酰氯化碳纳米管；向甲苯中加入酰氯化碳纳米管，搅拌均匀后，加入三乙胺和多巴胺，搅拌均匀后，升高温度至100-105℃，回流反应5.8-6.3h，反应结束后，制得改性碳纳米管；
18、所述羧基化碳纳米管、二氯亚砜的质量体积比为7.8-8.2g:740-760ml；
19、所述甲苯、酰氯化碳纳米管、三乙胺和多巴胺的质量体积比为340-360ml:2.8-3.2g:0.6-0.8g:0.4-0.6g。
20、3.制备浸渍液基体
21、将水解碳硼前驱体置于二甲基亚砜中，搅拌均匀后加入改性碳纳米管，进行均质处理，均质时间为5-7min，均质压力为4.0-4.5mpa，均质处理结束后，升高温度至76-80℃，在氮气气氛下进行反应，反应时间为5.3-5.7h，反应结束后，自然冷却至室温，经过滤洗涤干燥后，制得浸渍液基体；
22、所述水解碳硼前驱体、二甲基亚砜、改性碳纳米管的质量体积比为8.3-8.7g:215-225ml:2.0-2.2g。
23、4.制备浸渍液
24、将浸渍液基体与乙醇溶液混合，进行超声处理，超声时间为20-30min，超声功率为252-265w，超声频率为35-40khz，超声结束后，加入n-(2-羟乙基)乙二胺-n,n',n'-三乙酸和棕榈酸，进行搅拌，搅拌温度为58-62℃，搅拌时间为30-40min，搅拌结束后，制得浸渍液；
25、所述乙醇溶液的质量浓度为27-33%；
26、所述浸渍液基体、乙醇溶液、n-(2-羟乙基)乙二胺-n,n',n'-三乙酸和棕榈酸的质量体积比为25.4-26.0g:48-52ml:0.8-1.2g:1.2-1.4g。
27、5.浸渍
28、将碳纤维布置于密闭容器中，通入浸渍液，升高温度至204-208℃，在204-208℃下浸渍37-43min，浸渍结束后通入氩气，控制温度为204-208℃，升高压力至3.0-3.5mpa，保温保压2.7-3.3h，保温保压结束后，制得一级浸渍体；
29、所述碳纤维布的密度为0.52-0.58g/cm3，由12k长纤维编制得；
30、所述碳纤维布与浸渍液的质量比为1:3.0-3.4。
31、6.炭化
32、将一级浸渍体置于炭化炉中，在氩气气氛下进行炭化，以7.8-8.2℃/min速率升温至740-760℃，保温35-45min，保温结束后，以4.5-5.5℃/min速率升温至1240-1300℃，保温6.5-7.5h，保温结束后，制得一级碳碳复合材料。
33、7.增密
34、将一级碳碳复合材料置于密闭容器中，通入浸渍液，升高温度至208-212℃，在208-212℃下浸渍35-40min，浸渍结束后通入氩气，控制温度为208-212℃，升高压力至3.8-4.2mpa，保温保压3.3-3.7h，保温保压结束后，制得二级浸渍体；将二级浸渍体置于炭化炉中，在氩气气氛下进行炭化，以6.0-7.0℃/min速率升温至600-640℃，保温25-35min，保温结束后，以3.7-4.3℃/min速率升温至1300-1340℃，保温6.2-6.8h，保温结束后，以3.0-3.5℃/min速率升温至1860-1900℃，保温2.2-2.8h，制得碳碳复合材料；
35、所述一级碳碳复合材料与浸渍液的质量比为1:3.7-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硼掺杂提升碳碳复合材料耐磨性的方法，其特征在于，包括制备水解碳硼前驱体、制备改性碳纳米管、制备浸渍液基体、制备浸渍液、浸渍、炭化、增密步骤；
2.根据权利要求1所述的一种硼掺杂提升碳碳复合材料耐磨性的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种硼掺杂提升碳碳复合材料耐磨性的方法，其特征在于，
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【技术特征摘要】
1.一种硼掺杂提升碳碳复合材料耐磨性的方法，其特征在于，包括制备水解碳硼前驱体、制备改性碳纳米管、制备浸渍液基体、制备浸渍液、浸渍、炭化、增密步骤；
2.根据权利要求1所述的一种硼掺杂提升碳碳复合材料耐磨性的方法，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：夏龙，赵清姣，贾翠萍，郭逸，
申请(专利权)人：富优特山东新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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