[发明专利]一种纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮及其凝胶注模成型制备方法

权利要求书

1.一种纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

S1、将碳化硅粉体、烧结助剂、偶联剂、无水乙醇混合后，球磨得到碳化硅陶瓷浆料；

S2、将短切碳纤维、偶联剂、无水乙醇搅拌均匀，加入碳化硅陶瓷浆料中得到第一混合物料，接着球磨，然后喷雾干燥得到预处理陶瓷-纤维复合粉体；

S3、将预处理陶瓷-纤维复合粉体和单体、热分解自由基引发剂、去离子水混合后进行搅拌，接着引入热源，点燃聚合反应，待聚合反应结束后，取出聚合体；

S4、将聚合体溶于水中，洗涤，除去均聚物，然后干燥得到接枝改性后的复合陶瓷粉体；

S5、将接枝改性后的复合陶瓷粉体、单体、交联剂、消泡剂、分散剂、去离子水混合后进行搅拌，接着抽真空脱气得到第二混合物料，然后加入热分解自由基引发剂混合均匀，再注入模具中固化，脱膜得到短切碳纤维增韧陶瓷叶轮生坯；

S6、将短切碳纤维增韧陶瓷叶轮生坯进行干燥，接着进行真空脱胶，再进行烧结，冷却得到纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮。

2.根据权利要求1所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S1中，碳化硅粉体、偶联剂、无水乙醇的重量比为0.5～3：0.5～3：3～8；球磨时间为1～20h。

3.根据权利要求1或2所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S1中，烧结助剂与碳化硅粉体的重量比为0.2～3：100；烧结助剂为碳化硼粉体或硼粉。

4.根据权利要求1或2所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S2中，短切碳纤维、偶联剂、无水乙醇的重量比为0.5～3：0.5～3：3～8；短切碳纤维占第一混合物料固相含量的1～12wt％。

5.根据权利要求1或2所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S2中，球磨时间为1～20h；搅拌方式为机械搅拌，搅拌时间为1～3h。

6.根据权利要求1或2所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S3中，预处理陶瓷-纤维复合粉体和单体、热分解自由基引发剂、去离子水的重量比为3～25：25～65：0.01～0.2：3～60。

7.根据权利要求6所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S3中，单体为丙烯酰胺和/或丙烯酸，热分解自由基引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或两种以上组合物。

8.根据权利要求1或2所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S3中，搅拌方式为机械搅拌，搅拌时间为1～3h。

9.根据权利要求1或2所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S4中，干燥温度为40～85℃。

10.根据权利要求1或2所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S5中，接枝改性后的复合陶瓷粉体、单体、交联剂、消泡剂、分散剂、去离子水的重量比为50～68：1.87～3.87：0.2～1：0.25～1：0.1～1：20～40。

11.根据权利要求10所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S5中，单体为丙烯酰胺和/或丙烯酸，交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，消泡剂为聚醚消泡剂，分散剂为四甲基氢氧化铵，热分解自由基引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或两种以上组合物。

12.根据权利要求1或2所述纤维增韧碳化硅陶瓷叶轮的凝胶注模成型制备方法，其特征在于，S5中，第二混合物料与热分解自由基引发剂的重量比为100：0.05～0.1。