[发明专利]一种氧化铝纤维织物增强碳化硅陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化铝纤维织物增强碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，所述氧化铝纤维织物增强碳化硅陶瓷是以氧化铝纤维织物作为增强体，以碳化硅陶瓷作为基体，所述氧化铝纤维织物增强碳化硅陶瓷主要是通过多次的化学气相渗透工艺制备得到，该制备方法具体包括以下工艺步骤：

（1）纤维织物的制备：以氧化铝纤维束为原料，采用编织工艺制备相应结构的氧化铝纤维织物；

（2）纤维织物的预处理：将所述氧化铝纤维织物置于马弗炉中高温氧化一定时间；

（3）Al₂O₃f/SiC陶瓷坯体的制备：以步骤（2）后得到的氧化铝纤维织物为增强体，以三氯甲基硅烷-氢气-氩气为原料，采用化学气相渗透法制备Al₂O₃f/SiC陶瓷坯体；所述氧化铝纤维织物表面在沉积碳化硅陶瓷基体前原位生成有一薄层裂解碳涂层；

（4）Al₂O₃f/SiC陶瓷坯体的加工：对步骤（3）所得的Al₂O₃f/SiC陶瓷坯体进行表面加工，将表面的大量闭孔变为开孔以便进行后续致密化；

（5）后续致密化：采用化学气相渗透法对步骤（4）后得到的Al₂O₃f/SiC陶瓷坯体进行后续致密化处理，得到氧化铝纤维织物增强碳化硅陶瓷。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述氧化铝纤维织物为2.5D结构、三维四向结构、三维五向结构、三维六向结构或三维正交结构；所述氧化铝纤维织物中纤维体积分数为38%～46%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中高温氧化的工艺过程包括：在空气中以5℃/min～10℃/min的升温速率升温至600℃～800℃，保温1h～3h，自然冷却至100℃以下取出。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中化学气相渗透法的工艺参数包括：反应温度为1000℃～1200℃，反应压力为1kPa～5kPa，氢气和氩气流速比为3∶1～1∶1，反应时间为6h～10h。

5.根据权利要求1~3中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中化学气相渗透法的工艺参数包括：反应温度为1000℃～1200℃，反应压力为1kPa～5kPa，氢气和氩气流速比为3∶1～1∶1，反应时间为3h～5h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述薄层裂解碳涂层是通过化学气相渗透工艺原位生成。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述氧化铝纤维织物增强碳化硅陶瓷的弯曲强度在85MPa以上，且1000℃下的弯曲强度进一步提升至100MPa以上；所述氧化铝纤维织物增强碳化硅陶瓷的弹性模量在70GPa以上，且1000℃的弹性模量不会明显下降。