[发明专利]炭芯碳化硅纤维增韧硼化物超高温陶瓷基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种炭芯碳化硅纤维增韧硼化物超高温陶瓷基复合材料,其特征在于炭芯碳化硅纤维增韧硼化物超高温陶瓷基复合材料按体积分数组成是由60%-90% 的硼化物粉末、0-30%的碳化硅颗粒和10%-40%的炭芯碳化硅纤维制成。

2.如权利要求1所述的一种炭芯碳化硅纤维增韧硼化物超高温陶瓷基复合材料的制备方法,其特征在于包括步骤如下：

（1）、按体积比为60%-90%的硼化物粉末、0-30% 的碳化硅颗粒以无水乙醇为混合介质，混合均匀，得到粉末浆料，其中硼化物粉末与碳化硅颗粒之和：无水乙醇的质量比为1:2至1:4之间；

（2）、将步骤（1）得到的粉末浆料与体积分数10%-30%炭芯碳化硅纤维采用层叠堆垛方法在堆垛成型模具上成型，层叠堆垛方法的具体实施步骤为：在堆垛成型模具内，铺一层3-5mm厚的粉末浆料，然后在粉末浆料层上铺一层炭芯碳化硅纤维，接着，再在纤维层上铺一层厚度为0.5-2mm之间的粉末浆料层；紧接着在铺一层纤维，纤维层上再铺粉末浆料层，如此反复，纤维与浆料层交替层叠，最上一层仍为3-5mm厚的浆料层；

（3）、将步骤（2）中得到的堆垛成型后混合物连同模具一起置于40-100℃真空干燥；

（4）、将步骤（3）中得到的干燥混合物连同模具一起在20-30MPa压力下冷压密实；

（5）、将步骤（4）中得到的密实混合物块体转置于烧结用石墨模具中，以放电等离子体烧结或热压烧结的方式，在真空或惰性气氛中，以10-300℃/min 的速度升温到1750-1950℃，并于最高温度下，在30-50MPa的压力下，保温30-90min，然后烧结制品随炉冷却至室温取出，即得炭芯碳化硅纤维增韧硼化物超高温陶瓷基复合材料。

3.如权利要求2所述的一种炭芯碳化硅纤维增韧硼化物超高温陶瓷基复合材料的制备方法,其特征在于所述的硼化物粉末为硼化锆粉末或硼化铪粉末，纯度为98%以上，粒径为0.5-10μm。

4.如权利要求2所述的一种炭芯碳化硅纤维增韧硼化物超高温陶瓷基复合材料的制备方法,其特征在于所述的碳化硅颗粒的质量纯度大于98%，碳化硅颗粒的粒径为0.5-2.0μm。

5.如权利要求2所述的一种炭芯碳化硅纤维增韧硼化物超高温陶瓷基复合材料的制备方法,其特征在于所述的炭芯碳化硅纤维为直径为100-150μm的陶瓷纤维。

6. 如权利要求2所述的一种炭芯碳化硅纤维增韧硼化物超高温陶瓷基复合材料的制备方法,其特征在于所述的层叠堆垛成型方法中纤维的排列方式为多层纤维之间单向平行排列，或多层纤维之间成一定的角度多向交叉排列。

7.如权利要求2所述的一种炭芯碳化硅纤维增韧硼化物超高温陶瓷基复合材料的制备方法,其特征在于每层纤维之间的间距为0-1mm之间。

8.如权利要求2所述的一种炭芯碳化硅纤维增韧硼化物超高温陶瓷基复合材料的制备方法,其特征在于所述的步骤（5）中惰性气氛为氩气或氮气。