[发明专利]一种复杂结构高韧性SiC基复合材料零件的快速制造方法

权利要求书

1.一种复杂结构高韧性SiC基复合材料零件的快速制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将N源和B源混合、充分研磨后，加入碳纤维粉末，湿磨混料、烘干；将混合料置于氢气炉内高温煅烧，再经干磨、过筛后，得到BN紧密包覆在碳纤维表面的BN-碳纤维复合粉末；

（2）将BN-碳纤维复合粉末和酚醛树脂按1：5~1：15的质量比混合，加入的无水乙醇，升温至60～70℃搅拌均匀后，加热至80～90℃并保温0.5～1h，然后冷却至室温，得到混合料，混合料经烘干、过筛后，得到酚醛树脂紧密包覆在BN-碳纤维复合粉末表面的酚醛树脂/BN-双包覆碳纤维复合粉末；

（3）在计算机上对复杂结构零件进行三维数字化建模，将三维数字化建模输入到SLS成型机，以酚醛树脂/BN-双包覆碳纤维复合粉末为原料，利用SLS快速成形工艺进行粉末烧结成型，制备得到复杂结构零件坯件；

（4）将复杂结构零件坯件放入N₂保护烧结装置中，对坯件内的的酚醛树脂进行热解处理，形成碳骨架，得到C_f/C预制件；将C_f/C预制件放入气相渗硅炉中，对C_f/C预制件进行渗硅蒸气处理，处理结束后，得到C_f/SiC复杂结构零件。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（1）所述N源为尿素、铵盐或硝酸盐；所述B源为硼酸或硼砂。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（1）所述湿磨混料的介质为无水乙醇，湿磨混料的时间为8~12h。

4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（1）所述高温煅烧的条件为：在流动氢气气氛保护下，氢气炉内加热到1000℃~1100℃，保温6h~10h。

5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述SLS快速成形工艺为：将酚醛树脂/BN-双包覆碳纤维复合粉末预热至90℃~110℃，控制SLS成型机的激光功率为10~20w，扫描速度1000~2000mm/s，扫描间距0.1~0.2mm，单层层厚0.1~0.2mm。

6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述对坯件内的酚醛树脂进行热解处理的工艺条件为：以0.5~2℃／min的速率加热至850℃~1000℃，保温1.5～2小时。

7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述对C_f/C预制件进行加热和渗硅蒸气处理的工艺条件为：以5℃／min的速率加热至1500～1700℃，同时打开硅蒸气产生装置通入硅蒸气，保温2～3小时。