[发明专利]一种二维碳纤维碳化硅复合材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料制备方法，尤其涉及一种二维碳纤维碳化硅复 合材料制备方法。

背景技术

制备C/C-SiC复合材料常用的方法有化学气相渗透法(CVI)，先驱体 转化法(PIP)，“化学气相渗透法+先驱体转化法”混合工艺(CVI+PIP)、 反应熔体浸渗法(RMI)。先驱体转化法(PIP)又称聚合物浸渍裂解法，是 利用有机高分子良好的成型性、流动性、可加工性以及结构可设计性等特点, 使先驱体在高温下裂解而转化为无机陶瓷基体的一种工艺方法。

采用PIP法制备C/C-SiC复合材料,目前常用聚碳硅烷(PCS)作为陶 瓷先驱体。通过SiC改性低密度C/C复合材料，可以在一定的范围内调节复 合材料的力学强度、模量、导热性等一系列材料性能指标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种方法简单、低成本、能耗低，所 制备的碳纤维碳化硅复合材料具有优异的高温机械性能、高热导率及低膨胀 系数的碳纤维碳化硅复合材料制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种二维碳纤维碳化硅复合 材料制备方法，包括如下步骤：

将碳纤维预制体在石墨炉中处理，以丙烷为碳源，惰性气体为载体进行 沉积；

通过化学气相渗透法对预制体进行致密化处理；

将以上试样经过短时间热解碳沉积同时取出；

将取出试样，以PCS先驱体溶液为浸渍液，经过多次浸渍、裂解循环， 获得碳纤维碳化硅复合材料。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述将碳纤维预制体在石墨炉中处理，以丙烷为碳源，惰性气 体为载体进行沉积步骤的具体实现如下：

将体积分数含量为50％～60％碳纤维预制体在石墨炉中，1000～1600℃条 件下处理，并保温10～50min，以丙烷为碳源，惰性气体为载体，在800～ 1200℃温度条件下进行沉积。

进一步，所述将以上试样经过短时间热解碳沉积同时取出步骤的具体实 现如下：

将以上试样在1600～2000℃条件下热解碳沉积1～5min后取出。

进一步，所述将取出试样，以PCS先驱体溶液为浸渍液，经过多次浸渍、 裂解循环，获得碳纤维碳化硅复合材料步骤的具体实现如下：

将取出试样，以PCS先驱体溶液为浸渍液，在1000～1200℃条件下浸渍、 裂解10～50min，并多次循环，获得碳纤维碳化硅复合材料。

所述PCS软化点为180～200℃，分子量为1000～2000。

本发明的有益效果是：方法简单、低成本、能耗低，所制备的碳纤维碳 化硅复合材料具有优异的高温机械性能、高热导率及低膨胀系数。

附图说明

图1为本发明一种二维碳纤维碳化硅复合材料制备方法流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本 发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种二维碳纤维碳化硅复合材料制备方法，包括如下步骤：

将碳纤维预制体在石墨炉中处理，以丙烷为碳源，惰性气体为载体进行 沉积；

通过化学气相渗透法对预制体进行致密化处理；

将以上试样经过短时间热解碳沉积同时取出；

将取出试样，以PCS先驱体溶液为浸渍液，经过多次浸渍、裂解循环， 获得碳纤维碳化硅复合材料。

实施例1：

将体积分数含量为50％碳纤维预制体在石墨炉中，1000℃条件下处理， 并保温10min，以丙烷为碳源，惰性气体为载体，在800℃温度条件下进行 沉积；通过化学气相渗透法对预制体进行致密化处理；将以上试样在1600℃ 条件下热解碳沉积1min后取出；将取出试样，以PCS先驱体溶液为浸渍液， 在1000℃条件下浸渍、裂解10min，并多次循环，获得碳纤维碳化硅复合材 料。

实施例2：