本發(fā)明屬于核電領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合材料管材制造方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、燃料包殼對反應(yīng)堆的安全性至關(guān)重要。與用于制造常規(guī)燃料包殼的鋯合金相比，碳化硅具有熱中子吸收率低、耐腐蝕、不易引起氫聚集的優(yōu)勢和良好的高溫性能，因此碳化硅復(fù)合材料管材制造的燃料包殼被認為具有良好的應(yīng)用前景。目前，現(xiàn)有的碳化硅復(fù)合材料管材的制備過程為：首先在棒狀芯模上編織多層碳化硅材料，之后通過化學(xué)氣相沉積(cvd)工藝在多層碳化硅編織體上進一步沉積碳化硅以提高包殼的密封性與整體性；最后將芯模抽出得到碳化硅復(fù)合材料管材。在這一工藝過程中，復(fù)合材料管材與芯模之間摩擦力很大，包殼脫模困難，常規(guī)的脫模劑作用有限，影響了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。一些工藝則采用石墨或石英芯模，在脫模時將芯模打碎，導(dǎo)致生產(chǎn)成本升高。因此，提供一種便于脫模的復(fù)合材料管材制造方法對于優(yōu)化復(fù)合材料包殼的生產(chǎn)效率具有積極意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合材料管材制造方法，提高復(fù)合材料管材的脫模效率。本發(fā)明還提供一種復(fù)合材料管材制造裝置。

2、根據(jù)本發(fā)明一個方面的實施例，提供一種復(fù)合材料管材制造方法，該方法包括以下步驟：提供芯模，所述芯模配置為形狀記憶合金棒；在所述芯模表面涂覆脫模劑，并利用復(fù)合材料纖維在所述芯模表面編織管狀預(yù)制體；在所述管狀預(yù)制體表面沉積填充材料，得到復(fù)合材料管材；對所述芯模進行軸向拉伸，使所述芯模的直徑減?。粚⑺鲂灸３槌?，實現(xiàn)所述復(fù)合材料管材的脫模。

3、該方法利用形狀記憶合金良好的變形能力，在脫模時通過將芯模拉伸變形的方式減小芯模直徑，從而降低復(fù)合材料管材與芯模之間的摩擦力，降低脫模難度，提高脫模效率。

4、進一步地，在部分實施例中，所述芯模采用鎳鈦合金、鎳鈦銅合金、銅鋁鎳合金、銅鋁錳合金或鐵錳硅合金制造。

5、進一步地，在部分實施例中，所述復(fù)合材料纖維采用碳化硅纖維。

6、進一步地，在部分實施例中，所述管狀預(yù)制體的編織方法為：將所述復(fù)合材料纖維周向布置在所述芯模周圍，將所述復(fù)合材料纖維與仿形三維編織機的攜紗器連接，通過所述攜紗器帶動所述復(fù)合材料纖維交織得到編織花結(jié)，并繞入環(huán)向紗線形成三維編織結(jié)構(gòu)。

7、進一步地，在部分實施例中，所述填充材料采用與所述復(fù)合材料纖維相同的材料。

8、進一步地，在部分實施例中，所述脫模劑包括石墨乳或二硫化鉬。

9、進一步地，在部分實施例中，對所述芯模進行軸向拉伸時，將所述芯模拉伸至所述形狀記憶合金的應(yīng)力平臺階段。

10、進一步地，在部分實施例中，該方法還包括將所述芯模加熱以使所述芯模的直徑恢復(fù)的步驟。

11、根據(jù)本發(fā)明另一個方面的實施例，提供一種復(fù)合材料管材制造裝置，該裝置包括芯模、仿形三維編織機和氣相沉積裝置，以及拉伸裝置。所述復(fù)合材料管材制造裝置用于前述任一實施例中所提供的復(fù)合材料管材制造方法。其中所述芯模配置為形狀記憶合金棒，所述仿形三維編織機用于將所述復(fù)合材料纖維編織在所述芯模表面，所述氣相沉積裝置用于沉積所述填充材料，所述拉伸裝置用于拉伸所述芯模。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)合材料管材制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料管材制造方法，其特征在于，所述芯模采用鎳鈦合金、鎳鈦銅合金、銅鋁鎳合金、銅鋁錳合金或鐵錳硅合金制造。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料管材制造方法，其特征在于，所述復(fù)合材料纖維采用碳化硅纖維。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料管材制造方法，其特征在于，所述管狀預(yù)制體的編織方法為：將所述復(fù)合材料纖維周向布置在所述芯模周圍，將所述復(fù)合材料纖維與仿形三維編織機的攜紗器連接，通過所述攜紗器帶動所述復(fù)合材料纖維交織得到編織花結(jié)，并繞入環(huán)向紗線形成三維編織結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料管材制造方法，其特征在于，所述填充材料采用與所述復(fù)合材料纖維相同的材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料管材制造方法，其特征在于，所述脫模劑包括石墨乳或二硫化鉬。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料管材制造方法，其特征在于，對所述芯模進行軸向拉伸時，將所述芯模拉伸至所述形狀記憶合金的應(yīng)力平臺階段。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料管材制造方法，其特征在于，還包括將所述芯模加熱以使所述芯模的直徑恢復(fù)的步驟。

9.一種復(fù)合材料管材制造裝置，包括芯模、仿形三維編織機和氣相沉積裝置，其特征在于，還包括拉伸裝置，所述復(fù)合材料管材制造裝置用于如權(quán)利要求1至8中任一項所述的復(fù)合材料管材制造方法，其中所述芯模配置為形狀記憶合金棒，所述仿形三維編織機用于將所述復(fù)合材料纖維編織在所述芯模表面，所述氣相沉積裝置用于沉積所述填充材料，所述拉伸裝置用于拉伸所述芯模。

技術(shù)總結(jié)
一種復(fù)合材料管材制造方法，提供形狀記憶合金棒作為芯模，在芯模上涂覆脫模劑后利用復(fù)合材料纖維在芯模表面編織管狀預(yù)制體，在管狀預(yù)制體表面沉積填充材料，得到復(fù)合材料管材；對芯模進行軸向拉伸，使芯模的直徑減小，抽出芯模實現(xiàn)脫模。該方法能夠提高脫模效率，實現(xiàn)芯模復(fù)用，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明還提供一種復(fù)合材料管材制造裝置。

技術(shù)研發(fā)人員：張滿,張鑫濤,崔嚴光,李聰,左舜貴,肖飛,金大力,申越
受保護的技術(shù)使用者：上海核工程研究設(shè)計院股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9