一种电机用炭/炭石墨/铜电刷的制备方法.pdf

本发明公开了一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，该方法为：一、采用炭纤维针刺体或者是炭纤维编织体作为预制体材料；二、化学气相沉积致密；三、将树脂与石墨粉、铜粉按一定的比例混合、搅拌均匀；四、树脂与石墨粉、铜粉混合物固化、炭化处理；五、高温石墨化处理；六、树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍、固化、炭化处理；七、机械加工后，制的电机用炭/炭-石墨/铜电刷。本发明采用炭纤维作为骨架，热解炭基体、树脂炭基体、石墨粉和铜粉作为增强体的炭/炭-石墨/铜复合材料电刷，具有力学性能优异，机械强度高、抗冲击韧性好、电阻率低、自润滑性能好以及抗摩擦磨损能力强等优点。

权利要求书1.  一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，其特征在于具体步骤如下：步骤一：采用炭纤维针刺体或炭纤维编织体作为预制体材料，预制体密度控制在0.15 g/cm3-0.85g/cm3；步骤二：将步骤一中采用的预制体进行化学气相沉积致密，采用丙烯或天然气作为碳源气体，当预制体密度≥1.20g/cm3时转入下道致密工序；步骤三：将树脂与石墨粉、铜粉按一定的比例混合，其中石墨粉含量为0.5wt%-20 wt %，铜粉含量为0.1 wt%-20 wt %，余量为树脂，搅拌均匀；步骤四：将步骤三中树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍于步骤二致密后的预制体内，并进行固化、炭化处理，在压力为1.0MPa-5.0MPa下进行浸渍2h-10h后，然后在固化炉内固化处理，出炉后转炭化炉炭化处理，反复浸渍、固化、炭化处理数次，直至预制体密度≥1.70g/cm3时转入下道致密工序；步骤五：将步骤四致密后的预制体转高温石墨化炉内进行高温石墨化处理，在升温速率为5℃/h-200℃/h的条件下升温至1600℃-2500℃，然后保温2h-4h进行高温石墨化处理，自然冷却；步骤六：将步骤五高温石墨化处理后的制品再次进行树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍、固化、炭化处理，在压力为1.0MPa-5.0MPa下进行浸渍2h-10h后，然后在固化炉内固化处理，出炉后转炭化炉炭化处理；步骤七：将步骤六出炉的制品经过机械加工后，制得电机用炭/炭-石墨/铜电刷。2.  如权利要求1所述的一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，其特征在于：步骤一中所述的炭纤维针刺体包括PAN基1K-24K炭布（包括平纹布、斜纹布和缎纹布）与PAN基短纤维网胎交替铺层针刺预制体、PAN基无纬布与PAN基短纤维网胎交替铺层针刺预制体、PAN基全短纤维网胎铺层针刺预制体、粘胶基1K-24K炭布（包括平纹布、斜纹布和缎纹布）与粘胶基短纤维网胎交替铺层针刺预制体、粘胶基无纬布与粘胶基短纤维网胎交替铺层针刺预制体、粘胶基全短纤维网胎铺层针刺预制体、沥青基1K-24K炭布（包括平纹布、斜纹布和缎纹布）与沥青基短纤维网胎交替铺层针刺预制体、沥青基无纬布与沥青基短纤维网胎交替铺层针刺预制体和沥青基全短纤维网胎铺层针刺预制体。3.  如权利要求1所述的一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，其特征在于：步骤一中所述的炭纤维编织体包括炭纤维（PAN基、粘胶基和沥青基）3-9向编织预制体，（PAN基、粘胶基和沥青基）炭布穿刺预制体。4.  如权利要求1所述的一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，其特征在于：步骤二中所述的化学气相沉积致密工艺，气体流量为0.5m3/h-5.0m3/h，升温速率为5℃/h-200℃/h，沉积温度为840℃-1200℃，沉积时间为50h-300h。5.  如权利要求1所述的一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，其特征在于：步骤三中所述的树脂包括酚醛树脂、环氧树脂和糠酮树脂。6.  如权利要求1所述的一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，其特征在于：步骤四中所述的固化温度为140℃-240℃，炭化温度为700℃-1200℃。7.  如权利要求1所述的一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，其特征在于：步骤六中所述的固化温度为140℃-240℃，炭化温度为700℃-1200℃。8.  如权利要求1所述的一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，其特征在于：所述电刷的压缩强度≥350MPa，弯曲强度≥260MPa，剪切强度≥100MPa，冲击韧性≥2.5J/cm2，低的电阻率，电阻率≤12.0μΩ.m，润滑性能好，通电磨损时，摩擦系数≤0.18。

说明书一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法
技术领域
本发明属于电动机和发动机配件技术领域，具体涉及一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法。
背景技术
电刷作为电机的一个重要的导电零件，不断与旋转的换向器或集电环表面接触而流畅地传导电流，因此要求它必须具备多方面看来相互矛盾的特性：摩擦系数和磨损量小，不研磨或损伤换向器和集电环：机械强度大，以避免高速旋转和振动引起的磨损；润滑性能好，与换向器或集电环平滑地接触；电阻系数小，换向性能好；不产生火花或噪声，尽量延长使用寿命等。
电刷按原材料的不同可分为炭质电刷和金属电刷两大类；炭质电刷以炭黑、石墨或焦炭等一般性炭素材料为主要原材料，金属基电刷以铜粉和石墨为主要原材料，一般称为金属石墨电刷或金属电刷。
炭电刷和炭石墨电刷是以沥青焦和炭黑为主要原料，并配以石墨制造而成，由于这种电刷不经过石墨化，所以润滑性差，需要添加石墨予以弥补；其中，石墨配比少的叫炭电刷，石墨配比多的叫炭石墨电刷，它们的硬度比较高，密度比较大，但因摩擦系数大而不适用于高速电机，只在矿山，轧机和起重机用的旧型号直流电动机上使用；目前这种电刷用得并不多。
电化石墨电刷经过称之为石墨化的高温热处理过程后，摩擦系数低，耐磨性能好，对于各种用途都显示出极其优良的性能，最近在远途高速电力机车上采用取得了明显的效果；炭黑基电化石墨电刷以石墨为主要原料，它的电阻系数高，接触电压降大，换向特性好，适用范围非常广，可用于直流电动机、发电机以及中、高电压电动机等；焦炭基电化石墨电刷以石油焦或沥青焦为主要原料，它的电阻系数适中，接触电压降不大，适用于转速较低的直流电机；石墨基电化石墨电刷以天然石墨或人造石墨为主要原料，它的电阻系数在电化石墨电刷中最低，而滑动特性最好，适用于低速直流电机及交流电机的集电环。
根据资料检索，中国专利CN 103812291 A是采用（W,Cr）23C6、Cr3C2、Cr5Si3、Fe3C，将上述相按照常规的挤压铸造工艺制备一种电机电刷；中国专利CN 103811960 A 采用碳、硅、铬、铁和镍通过常规的搅拌铸造工艺制的耐磨性电机电刷；中国专利CN 102280790 A 公开了一种家用小电器用电机电刷的制备方法，采用天然晶体石墨、人造石墨、铜粉、炭黑作为主要材料，并配以润滑剂、添加剂、粘接剂经混合、成型和焙烧而成；中国发明专利CN 103682925 A 公开了一种由中间相炭微球和镀铜炭纤维组成的混合物，经焙烧和压制成型制得。
以上电刷虽然在各类电机中有所应用，但是，其都是通过不同成分导电粉末颗粒压制成型，然后通过焙烧制得，虽然具有良好的导电性能，但是其整体机械强度不高、耐磨性能较差，严重影响着电刷在电机中的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种工艺简单、致密效果好、机械强度高、导电性能好、抗摩擦磨损且具有自润滑性能的使用性能优异的电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一：采用炭纤维针刺体或炭纤维编织体作为预制体材料，预制体密度控制在0.15 g/cm3-0.85g/cm3。
步骤二：将步骤一中采用的预制体进行化学气相沉积致密，采用丙烯或天然气作为碳源气体，气体流量为0.5m3/h-5.0m3/h，当预制体密度≥1.20g/cm3时转入下道致密工序。
步骤三：将树脂与石墨粉、铜粉按一定的比例混合，其中石墨粉含量为0.5wt%-20 wt %，铜粉含量为0.1 wt%-20 wt %，余量为树脂，搅拌均匀。
步骤四：将步骤三中树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍于步骤二致密后的预制体内，并进行固化、炭化处理，在压力为1.0MPa-5.0MPa下进行浸渍2h-10h后，然后在固化炉内固化处理，出炉后转炭化炉炭化处理，反复浸渍、固化、炭化处理数次，直至预制体密度≥1.70g/cm3时转入下道致密工序。
步骤五：将步骤四致密后的预制体转高温石墨化炉内进行高温石墨化处理，在升温速率为5℃/h-200℃/h的条件下升温至1600℃-2500℃，然后保温2h-4h进行高温石墨化处理，自然冷却。
步骤六：将步骤五高温石墨化处理后的制品再次进行树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍、固化、炭化处理，在压力为1.0MPa-5.0MPa下进行浸渍2h-10h后，然后在固化炉内固化处理，出炉后转炭化炉炭化处理。
步骤七：将步骤六出炉的制品经过机械加工后，制得电机用炭/炭-石墨/铜电刷。
上述的一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，步骤一中所述的炭纤维针刺体包括PAN基1K-24K炭布（包括平纹布、斜纹布和缎纹布）与PAN基短纤维网胎交替铺层针刺预制体、PAN基无纬布与PAN基短纤维网胎交替铺层针刺预制体、PAN基全短纤维网胎铺层针刺预制体、粘胶基1K-24K炭布（包括平纹布、斜纹布和缎纹布）与粘胶基短纤维网胎交替铺层针刺预制体、粘胶基无纬布与粘胶基短纤维网胎交替铺层针刺预制体、粘胶基全短纤维网胎铺层针刺预制体、沥青基1K-24K炭布（包括平纹布、斜纹布和缎纹布）与沥青基短纤维网胎交替铺层针刺预制体、沥青基无纬布与沥青基短纤维网胎交替铺层针刺预制体和沥青基全短纤维网胎铺层针刺预制体。
上述的一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，步骤一中所述的炭纤维编织体包括炭纤维（PAN基、粘胶基和沥青基）3-9向编织预制体，（PAN基、粘胶基和沥青基）炭布穿刺预制体。
上述的一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，步骤二中所述的化学气相沉积致密工艺，升温速率为5℃/h-200℃/h，沉积温度为840℃-1200℃，沉积时间为50h-300h。
上述的一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，步骤三中所述的树脂包括酚醛树脂、环氧树脂和糠酮树脂。
上述的一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，步骤四中所述的固化温度为140℃-240℃，炭化温度为700℃-1200℃。
上述的一种电机用炭/炭-石墨/铜电刷的制备方法，步骤六中所述的固化温度为140℃-240℃，炭化温度为700℃-1200℃。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、与传统电机电刷的制备技术相比，本发明采用炭纤维作为骨架，热解炭基体、树脂炭基体、石墨粉和铜粉作为增强体的炭/炭-石墨/铜复合材料电刷，具有优异的力学性能，其压缩强度≥350MPa，弯曲强度≥260MPa，剪切强度≥100MPa，冲击韧性≥2.5J/cm2，低的电阻率，电阻率≤12.0μΩ.m，润滑性能好，通电磨损时，摩擦系数≤0.18。
2、本发明步骤三中，采用将铜粉和石墨粉与树脂混合浸渍、固化/炭化的致密技术，利用铜的高导电性能，加入铜粉更进一步的降低电刷材料的电阻率，铜粉在电刷材料中的分布均匀，因此，其铜粉加入到树脂中，以树脂作为载体渗入预制体孔隙内，经过固化、炭化工艺后，均匀填充于预制体孔隙内的制备技术具有创新性；本发明充分利用石墨粉的高润滑性能，在树脂中加入石墨粉作为润滑剂，以树脂作为载体渗入预制体孔隙内，并且均匀填充于预制体孔隙内的思路具有新颖性，制备技术具有创新性。
3、本发明步骤六中，在高温石墨化处理开孔后再进行浸渍树脂、石墨粉和铜粉混合物固化/炭化致密封孔，大大的降低了电刷材料的孔隙率，使孔隙率≤3.0%，对高温石墨化处理后的电刷材料起到力学性能补强的作用，可以防止电机电刷缺损和破裂，这一工艺技术对于电机电刷材料的制备具有创新性。
附图说明
图1是本发明制备电机用炭/炭-石墨/铜电刷的工艺流程框图。
具体实施方式
实施例1
步骤一：采用PAN基1K平纹炭布与PAN基短纤维网胎交替铺层针刺预制体，预制体密度控制在0.15g/cm3。
步骤二：将步骤一中采用的针刺预制体进行化学气相沉积致密，采用丙烯作为碳源气体，气体流量为0.5m3/h，升温速率为5℃/h，沉积温度为840℃，沉积时间为300h，当密度为1.20g/cm3时转入下道致密工序。
步骤三：将酚醛树脂与石墨粉、铜粉按一定的比例混合，其中石墨粉含量为0.5wt%，铜粉含量为20 wt %，搅拌均匀。
步骤四：将步骤三中酚醛树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍于步骤二致密后的针刺预制体内，并进行固化、炭化处理，在压力为1.0MPa下进行浸渍10h后，进行固化处理，固化温度为140℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为1200℃；反复浸渍、固化、炭化处理数次，至密度为1.70g/cm3时转入下道致密工序。
步骤五：将步骤四致密后的针刺预制体转高温石墨化炉内进行高温石墨化处理，在升温速率为5℃/h的条件下升温至1600℃，然后保温4h进行高温石墨化处理，自然冷却。
步骤六：将步骤五高温石墨化处理后的制品再次进行酚醛树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍、固化、炭化处理，在压力为5.0MPa下进行浸渍2h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为140℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为1000℃。
步骤七：将步骤六出炉的制品经过机械加工后，制得电机用炭/炭-石墨/铜电刷。
其压缩强度350MPa，弯曲强度263MPa，剪切强度106MPa，冲击韧性2.5J/cm2，电阻率12.0μΩ.m，摩擦系数0.18。
实施例2
步骤一：采用粘胶基12K无纬布与粘胶基短纤维网胎交替铺层针刺预制体，预制体密度控制在0.25g/cm3。
步骤二：将步骤一中采用的针刺预制体进行化学气相沉积致密，采用丙烯作为碳源气体，气体流量为1.5m3/h，升温速率为25℃/h，沉积温度为900℃，沉积时间为150h，当密度为1.25g/cm3时转入下道致密工序。
步骤三：将环氧树脂与石墨粉、铜粉按一定的比例混合，其中石墨粉含量为20wt%，铜粉含量为0.1 wt %，搅拌均匀。
步骤四：将步骤三中环氧树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍于步骤二致密后的针刺预制体内，并进行固化、炭化处理，在压力为5.0MPa下进行浸渍2h后，然后在固化炉内固化处理，固化温度为240℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为700℃，反复浸渍、固化、炭化数次，至密度为1.75g/cm3时转入下道致密工序。
步骤五：将步骤四致密后的针刺预制体转高温石墨化炉内进行高温石墨化处理，在升温速率为200℃/h的条件下升温至2500℃，然后保温2h进行高温石墨化处理，自然冷却。
步骤六：将步骤五高温石墨化处理后的制品再次进行环氧树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍、固化、炭化处理，在压力为1.0MPa下进行浸渍10h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为240℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为1200℃。
步骤七：将步骤六出炉的制品经过机械加工后，制得电机用炭/炭-石墨/铜电刷。
其压缩强度356MPa，弯曲强度268MPa，剪切强度100MPa，冲击韧性2.6J/cm2，电阻率12.0μΩ.m，摩擦系数0.14。
实施例3
步骤一：采用沥青基全短纤维网胎铺层针刺预制体，预制体密度控制在0.20g/cm3。
步骤二：将步骤一中采用的针刺预制体进行化学气相沉积致密，采用天然气作为碳源气体，气体流量为5.0m3/h，升温速率为200℃/h，沉积温度为1200℃，沉积时间为50h；当密度为1.28g/cm3时转入下道致密工序。
步骤三：将糠酮树脂与石墨粉、铜粉按一定的比例混合，其中石墨粉含量为1.0wt%，铜粉含量为10 wt %，搅拌均匀。
步骤四：将步骤三中糠酮树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍于步骤二致密后的针刺预制体内，并进行固化、炭化处理，在压力为3.0MPa下进行浸渍6h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为240℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为900℃；反复浸渍、固化、炭化数次，至密度为1.78g/cm3时转入下道致密工序。
步骤五：将步骤四致密后的针刺预制体转高温石墨化炉内进行高温石墨化处理，在升温速率为100℃/h的条件下升温至2200℃，然后保温3h进行高温石墨化处理，自然冷却。
步骤六：将步骤五高温石墨化处理后的制品再次进行糠酮树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍、固化、炭化处理，在压力为2.0MPa下进行浸渍8h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为240℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为1000℃。
步骤七：将步骤六出炉的制品经过机械加工后，制得电机用炭/炭-石墨/铜电刷。
其压缩强度360MPa，弯曲强度267MPa，剪切强度101MPa，冲击韧性2.8J/cm2，电阻率11.3μΩ.m，摩擦系数0.15。
实施例4
步骤一：采用PAN基炭纤维三向编织预制体，预制体密度控制在0.50g/cm3。
步骤二：将步骤一中采用的编织预制体进行化学气相沉积致密，采用天然气作为碳源气体，气体流量为3.0m3/h，升温速率为100℃/h，沉积温度为1000℃，沉积时间为80h；当密度为1.35g/cm3时转入下道致密工序。
步骤三：将酚醛树脂与石墨粉、铜粉按一定的比例混合，其中石墨粉含量为3.0wt%，铜粉含量为8.0 wt %，搅拌均匀。
步骤四：将步骤三中酚醛树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍于步骤二致密后的编织预制体内，并进行固化、炭化处理，在压力为4.0MPa下进行浸渍4h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为200℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为1000℃；反复浸渍、固化、炭化数次，至密度为1.80g/cm3时转入下道致密工序。
步骤五：将步骤四致密后的针刺预制体转高温石墨化炉内进行高温石墨化处理，在升温速率为80℃/h的条件下升温至2100℃，然后保温2h进行高温石墨化处理，自然冷却。
步骤六：将步骤五高温石墨化处理后的制品再次进行酚醛树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍、固化、炭化处理，在压力为2.0MPa下进行浸渍6h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为200℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为900℃。
步骤七：将步骤六出炉的制品经过机械加工后，制得电机用炭/炭-石墨/铜电刷。
其压缩强度388MPa，弯曲强度290MPa，剪切强度121MPa，冲击韧性2.9J/cm2，电阻率11.9μΩ.m，摩擦系数0.17。
实施例5
步骤一：采用沥青基炭纤维炭布穿刺预制体，预制体密度控制在0.40g/cm3。
步骤二：将步骤一中采用的穿刺预制体进行化学气相沉积致密，采用丙烯作为碳源气体，气体流量为2.0m3/h，升温速率为50℃/h，沉积温度为840℃，沉积时间为300h；当密度1.35g/cm3时转入下道致密工序。
步骤三：将环氧树脂与石墨粉、铜粉按一定的比例混合，其中石墨粉含量为2.0wt%，铜粉含量为9.0 wt %，搅拌均匀。
步骤四：将步骤三中环氧树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍于步骤二致密后的穿刺预制体内，并进行固化、炭化处理，在压力为3.0MPa下进行浸渍3h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为180℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为1100℃；反复浸渍、固化、炭化数次，至密度为1.85g/cm3时转入下道致密工序。
步骤五：将步骤四致密后的针刺预制体转高温石墨化炉内进行高温石墨化处理，在升温速率为60℃/h的条件下升温至2300℃，然后保温3h进行高温石墨化处理，自然冷却。
步骤六：将步骤五高温石墨化处理后的制品再次进行环氧树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍、固化、炭化处理，在压力为1.0MPa下进行浸渍7h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为180℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为980℃。
步骤七：将步骤六出炉的制品经过机械加工后，制得电机用炭/炭-石墨/铜电刷。
其压缩强度368MPa，弯曲强度280MPa，剪切强度111MPa，冲击韧性2.6J/cm2，电阻率11.3μΩ.m，摩擦系数0.15。
实施例6
步骤一：采用PAN基12K炭纤维无纬布与PAN基短纤维网胎交替铺层针刺预制体，预制体密度控制在0.45g/cm3。
步骤二：将步骤一中采用的针刺预制体进行化学气相沉积致密，采用天然气作为碳源气体，气体流量为5.0m3/h，升温速率为20℃/h，沉积温度为1200℃，沉积时间为50h；当密度为1.38g/cm3时转入下道致密工序。
步骤三：将环氧树脂与石墨粉、铜粉按一定的比例混合，其中石墨粉含量为5.0wt%，铜粉含量为10.0 wt %，搅拌均匀。
步骤四：将步骤三中环氧树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍于步骤二致密后的针刺预制体内，并进行固化、炭化处理，在压力为2.0MPa下进行浸渍2h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为180℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为1000℃；反复浸渍、固化、炭化数次，至密度至1.88g/cm3时转入下道致密工序。
步骤五：将步骤四致密后的针刺预制体转高温石墨化炉内进行高温石墨化处理，在升温速率为20℃/h的条件下升温至2500℃，然后保温2h进行高温石墨化处理，自然冷却。
步骤六：将步骤五高温石墨化处理后的制品再次进行环氧树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍、固化、炭化处理，在压力为5.0MPa下进行浸渍3h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为180℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为1200℃。
步骤七：将步骤六出炉的制品经过机械加工后，制得电机用炭/炭-石墨/铜电刷。
其压缩强度358MPa，弯曲强度270MPa，剪切强度105MPa，冲击韧性2.7J/cm2，电阻率10.8μΩ.m，摩擦系数0.12。
实施例7
步骤一：采用PAN基炭纤维9向编织预制体，预制体密度控制在0.85g/cm3。
步骤二：将步骤一中采用的编织预制体进行化学气相沉积致密，采用天然气作为碳源气体，气体流量为1.0m3/h，升温速率为50℃/h，沉积温度为1000℃，沉积时间为200h，当密度为1.50g/cm3时转入下道致密工序。
步骤三：将糠酮树脂与石墨粉、铜粉按一定的比例混合，其中石墨粉含量为8.0wt%，铜粉含量为3.0 wt %，搅拌均匀。
步骤四：将步骤三中糠酮树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍于步骤二致密后的编织预制体内，并进行固化、炭化处理，在压力为1.5MPa下进行浸渍4h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为240℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为1200℃；反复浸渍、固化、炭化数次，至密度至1.90g/cm3时转入下道致密工序。
步骤五：将步骤四致密后的编织预制体转高温石墨化炉内进行高温石墨化处理，在升温速率为200℃/h的条件下升温至1600℃，然后保温4h进行高温石墨化处理，自然冷却。
步骤六：将步骤五高温石墨化处理后的制品再次进行糠酮树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍、固化、炭化处理，在压力为5.0MPa下进行浸渍2h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为240℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为1000℃。
步骤七：将步骤六出炉的制品经过机械加工后，制得电机用炭/炭-石墨/铜电刷。
其压缩强度377MPa，弯曲强度288MPa，剪切强度113MPa，冲击韧性2.6J/cm2，电阻率11.7μΩ.m，摩擦系数0.16。
实施例8
步骤一：采用粘胶基6K炭纤维斜纹炭布与粘胶基短纤维网胎交替铺层针刺预制体，预制体密度控制在0.35g/cm3。
步骤二：将步骤一中采用的针刺预制体进行化学气相沉积致密，采用丙烯作为碳源气体，气体流量为4.0m3/h，升温速率为40℃/h，沉积温度为1100℃，沉积时间为290h；当密度至1.23g/cm3时转入下道致密工序。
步骤三：将酚醛树脂与石墨粉、铜粉按一定的比例混合，其中石墨粉含量为12.0wt%，铜粉含量为2.0 wt %，搅拌均匀。
步骤四：将步骤三中酚醛树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍于步骤二致密后的针刺预制体内，并进行固化、炭化处理，在压力为1.0MPa下进行浸渍4h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为190℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为1050℃；反复浸渍、固化、炭化数次，至密度至1.75g/cm3时转入下道致密工序。
步骤五：将步骤四致密后的针刺预制体转高温石墨化炉内进行高温石墨化处理，在升温速率为80℃/h的条件下升温至1800℃，然后保温3h进行高温石墨化处理，自然冷却。
步骤六：将步骤五高温石墨化处理后的制品再次进行酚醛树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍、固化、炭化处理，在压力为3.0MPa下进行浸渍3h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为240℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为1200℃。
步骤七：将步骤六出炉的制品经过机械加工后，制得电机用炭/炭-石墨/铜电刷。
其压缩强度374MPa，弯曲强度266MPa，剪切强度101MPa，冲击韧性2.5J/cm2，电阻率11.9μΩ.m，摩擦系数0.18。
实施例9
步骤一：采用沥青基3K炭纤维缎纹炭布与沥青基短纤维网胎交替铺层针刺预制体，预制体密度控制在0.60g/cm3。
步骤二：将步骤一中采用的针刺预制体进行化学气相沉积致密，采用丙烯作为碳源气体，气体流量为3.0m3/h，升温速率为80℃/h，沉积温度为1000℃，沉积时间为160h；当密度至1.25g/cm3时转入下道致密工序。
步骤三：将酚醛树脂与石墨粉、铜粉按一定的比例混合，其中石墨粉含量为2.0wt%，铜粉含量为7.0 wt %，搅拌均匀。
步骤四：将步骤三中酚醛树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍于步骤二致密后的针刺预制体内，并进行固化、炭化处理，在压力为5.0MPa下进行浸渍2h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为200℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为1000℃；反复浸渍、固化、炭化数次，至密度至1.88g/cm3时转入下道致密工序。
步骤五：将步骤四致密后的针刺预制体转高温石墨化炉内进行高温石墨化处理，在升温速率为150℃/h的条件下升温至2000℃，然后保温3h进行高温石墨化处理，自然冷却。
步骤六：将步骤五高温石墨化处理后的制品再次进行酚醛树脂与石墨粉、铜粉混合物浸渍、固化、炭化处理，在压力为4.0MPa下进行浸渍3h后，然后在固化炉内固化处理, 固化温度为240℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为1100℃。
步骤七：将步骤六出炉的制品经过机械加工后，制得电机用炭/炭-石墨/铜电刷。
其压缩强度373MPa，弯曲强度287MPa，剪切强度109MPa，冲击韧性2.6J/cm2，电阻率11.4μΩ.m，摩擦系数0.17。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。