[发明专利]一种纤维增强碳-碳化硅-碳化锆基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种纤维增强碳-碳化硅-碳化锆基复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

（a）将一定比例的ZrC纳米粉末加入到一定量的无水乙醇中，经充分搅拌和超声振荡后使ZrC纳米粉末在无水乙醇中均匀分散；

（b）将酚醛树脂与步骤（a）获得的ZrC分散液按照一定质量比混合，使酚醛树脂溶解在无水乙醇中并采用超声波振荡使ZrC纳米粉末均匀分散形成浆料；

（c）将二维碳纤维布浸入到步骤（b）获得的浆料中进行充分浸渍，干燥经过浸渍的二维碳纤维布，然后在模具中对该二维碳纤维布进行连续叠加铺层，并在叠加铺层后进行固化和后固化处理，制备纤维增强素坯体；

（d）将步骤（c）获得的纤维增强素坯体置于高温石墨炉内，以预设升温速率升温到900℃以上进行裂解，获得均匀弥散ZrC颗粒的多孔C/C预制体；

（e）将硅粉放置于石墨坩埚中，并将步骤（d）获得的多孔C/C预制体埋置在硅粉中，将石墨坩埚置于高温石墨炉内，以预设升温速率加热至1500-1650℃并保温预定时间进行液硅渗透，得到纤维增强碳-碳化硅-碳化锆基复合材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（a）中，所述ZrC纳米粉末的纯度在99.0%以上，粒度为10-60nm，ZrC纳米粉末与无水乙醇的质量比为0.025-0.125：1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（b）中，ZrC分散液中的ZrC纳米粉末与酚醛树脂的质量比为0.02-0.1：1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（b）中，与ZrC分散液混合前对酚醛树脂进行碎化处理，并在30-50℃之间加热混合液直到酚醛树脂在无水乙醇中的溶解过程完成。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（c）中，充分浸渍后经过干燥过程，无水乙醇挥发，二维碳纤维布的纤维束内均匀弥散树脂和ZrC纳米粉末，其弥散质量与二维碳纤维布的质量比为1：1.4-2.6。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（c）中，对叠加铺层后的二维碳纤维布施加2-5MPa的压力，固化条件为130-150℃、6-10小时，后固化条件为180-230℃、20-30小时。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（d）中，预设升温速率为1-3℃/分钟，裂解环境为氮气环境。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（e）中，多孔C/C预制体与硅粉的质量比为0.4-0.5：1，硅粉粒度为10-40目。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤（e）中，预设升温速率为3-5℃/分钟，保温预设时间为30-60分钟。