(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202123431482.0 (22)申请日 2021.12.3 0 (73)专利权人 隆基绿能科技股份有限公司 地址 710100 陕西省西安市长安区航天中 路388号 (72)发明人 杜路路　赵领航　成路　姚宏　 段滨　范文斌　黄志鹏　高攀红　 (74)专利代理 机构 北京润泽恒知识产权代理有 限公司 1 1319 专利代理师 周新梅 (51)Int.Cl. B32B 9/00(2006.01) B32B 9/04(2006.01) B32B 5/06(2006.01) B32B 7/02(2019.01)B32B 37/00(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 一种碳纤维预制体及耐高温碳 碳复合体 (57)摘要 本实用新型提供了一种碳纤维预制体及耐 高温碳碳复合体， 涉及耐高温复合体技术领域。 碳纤维预制体包括： 预制体本体； 预制体本体由m 个层叠设置的单元层组成； m≥1； 单元层由复合 布绕丝后， 再层叠至少一层第二碳纤维网胎组 成； 复合布由纤维集合体的平 面层叠至少一层第 一碳纤维网胎组成； 碳纤维集合体包括： 连续的 碳纤维束； 预制体本体中， 至少存在一个第一区 域和一个第二区域， 第一区域中贯穿单元层的碳 纤维短丝的密度， 大于第二区域中贯穿单元层的 碳纤维短丝的密度。 第一区域大幅度提升了碳纤 维预制体的纵向结合力， 第二区域降低了纵向贯 穿对连续碳纤维束和绕丝中长纤维的破坏， 通过 第一区域和第二区域， 提升了碳纤维预制体的寿 命。 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 CN 217124165 U 2022.08.05 CN 217124165 U 1.一种碳纤维预制体， 其特征在于， 包括： 预制体本体； 所述预制体本体由m个层叠设置 的单元层组成； m≥1； 所述单元层由复合布绕丝后， 再层叠 至少一层第二 碳纤维网胎组成； 所述复合布由纤维集合体的平面层叠至少一层第 一碳纤维网胎组成； 所述碳纤维集合 体包括： 连续的碳纤维束； 预制体本体中， 至少存在一个第一区域和一个第二区域， 第一区域中贯穿单元层的碳 纤维短丝的密度， 大于第二区域中贯穿单元层的碳纤维短丝的密度； 所述第一区域和所述 第二区域沿着所述单元层的层叠方向层叠分布， 且， 所述第一区域比所述第二区域更靠近 预制体本体的轴线。 2.根据权利要求1所述的碳纤维预制体， 其特征在于， 第 一区域的针刺 密度大于第 二区 域的针刺密度。 3.根据权利要求2所述的碳纤维预制体， 其特征在于， 预制体本体中层叠的m个单元层 的总厚度为h毫米， h＞0， 层叠后单元层的针刺深度固定为x毫米， x＞0， 每针刺一个单元层 后， 刺针向远离模 具的方向抬升 y毫米， y＞0， 层叠的m个单元层中， 前(h ‑x+y)厚度区域为第 一区域， 其 余区域为第二区域。 4.根据权利 要求3所述的碳纤维预制体， 其特征在于， h＞x， 所述预制体本体中， 前(h ‑x +y)厚度区域的针刺密度相等， 其 余区域的针刺密度小于前(h ‑x+y)厚度区域的针刺密度。 5.根据权利要求4所述的碳纤维预制体， 其特征在于， x为前n个单元层的厚度， n≥1， m ＞n， y为1个单元层的厚度， 前n +1层单元层的针刺密度相等， 从第n +2层单元层至第m层单元 层针刺密度不等； 单元层的厚度为单元层在单元层层叠的方向上的尺 寸； 所述前n+1层单元 层为第一区域， 所述从第n+2层单 元层至第m层单 元层为第二区域。 6.根据权利要求5所述的碳纤维预制体， 其特征在于， 每一层单元层的厚度均相等， 从 第n+2层单 元层至第m层单 元层针刺密度依次递减。 7.根据权利要求1 ‑6中任一所述的碳纤维预制体， 其特征在于， 所述复合布的厚度 大于 0.5mm。 8.根据权利要求2 ‑6中任一所述的碳纤维预制体， 其特征在于， 第一区域的针刺 密度大 于或等于20针/ cm2。 9.根据权利要求1 ‑6中任一所述的碳纤维预制体， 其特征在于， 第一碳纤维网胎的面密 度为50‑120g/m2； 第二碳纤维网胎的面密度小于或等于第一碳纤维网胎的面密度； 和/或， 复合布的面密度为10 0‑600g/m2。 10.一种耐高温碳 碳复合体， 其特 征在于， 包括： p个单元层； p≥1； 在 p＞1的情况 下， 各个单 元层层叠设置； 所述单元层由复合布绕丝后， 再层叠 至少一层第二 碳纤维网胎组成； 所述复合布由碳纤维集合体的平面层叠至少一层碳纤维网胎组成； 所述碳纤维集合体 包括： 连续 碳纤维束； 所述耐高温碳碳复合体中至少存在一个第 一区域和一个第 二区域， 第 一区域中贯穿单 元层的碳纤维短丝的密度， 大于第二区域中贯穿单元层的碳纤维短丝的密度； 所述第一区 域和所述第二区域沿着所述单元层的层叠方向层叠分布， 且， 所述第一区域比所述第二区 域更靠近耐高温碳 碳复合体的轴线。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217124165 U 2一种碳纤维预制体及耐高 温碳碳复合体 技术领域 [0001]本实用新型涉及耐高温复合体技术领域， 特别是涉及一种碳纤维预制体及耐高温 碳碳复合体。 背景技术 [0002]碳纤维预制体广泛应用于航天航空领域、 耐摩擦领域、 炉体热场中等。 目前， 碳纤 维预制体的结构主 要是： 双向平纹结构与碳纤维网胎交替层叠等。 [0003]发明人在研究上述现有技术的过程中发现： 现有的碳纤维预制体， 纵向结合力差， 在纵向容 易产生分离 。 实用新型内容 [0004]本实用新型提供一种碳纤维预制体及耐高温碳碳复合体， 旨在解决碳纤维预制 体， 纵向结合力差， 在纵向容 易产生分离的问题。 [0005]本实用新型的第一方面， 提供一种碳纤维预制体， 包括： 预制体本体； 所述预制体 本体由m个层叠设置的单 元层组成； m≥1； [0006]所述单元层由复合布绕丝后， 再层叠 至少一层第二 碳纤维网胎组成； [0007]所述复合布由纤维集合体的平面层叠至少一层第一碳纤维网胎组成； 所述碳纤维 集合体包括： 连续的碳纤维束； [0008]预制体本体中， 至少存在一个第一区域和一个第二区域， 第一区域中贯穿单元层 的碳纤维短丝的密度， 大于第二区域中贯穿单元层的碳纤维短丝的密度； 所述第一区域和 所述第二区域沿着所述单元层的层叠方向层叠分布， 且， 所述第一区域比所述第二区域更 靠近预制体本体的轴线。 [0009]本实用新型实施例中， 复合布由碳纤维集合体的表面层叠至少一层第一碳纤维网 胎组成， 在纵向上可以增强碳纤维集合体与第一碳纤维网胎之间的结合力， 减少碳纤维集 合体与第一碳纤维网胎分层。 碳纤维预制体的第一区域中贯穿单元层的碳纤维短丝的密度 较大， 在纵向上， 不仅可以防止预制体与针刺缓冲层分离， 还 可以减少复合布与第一碳纤维 网胎、 第二碳纤维网胎之 间分离。 同时， 碳纤维预制体的第二区域中贯穿单元层的碳纤维短 丝的密度较小， 则可以尽量降低 纵向贯穿对连续碳纤维束和绕丝中长纤维的破坏。 也就是 说， 第一区域可以大幅度提升碳纤维预制 体的纵向结合力， 使得碳纤维预制体在纵向不易 分离， 第二区域又可以降低 纵向贯穿对连续碳纤维束和绕丝中长纤维的破坏， 通过第一区 域和第二区域的共同作用， 大幅度提升碳纤维预制体的寿命。 第一区域比第二区域更靠近 模具， 易于针刺实现。 而且第二区域中贯穿单元层的碳纤维短丝的密度稍小， 可以减少针刺 时间， 进而提升制备效率。 [0010]可选的， 第一区域的针刺密度大于第二区域的针刺密度。 [0011]可选的， 预制体本体中层叠的m个单元层的总厚度为h毫米， h＞0， 层叠后单元层的 针刺深度固定为x毫米， x＞0， 每针刺一个单元层后， 刺针向远离模具的方向抬升 y毫米， y＞说　明　书 1/7 页 3 CN 217124165 U 3