[发明专利]一种高体积分数石墨烯增强碳化硅基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯增强碳化硅基复合材料，其特征在于，包括：三维多孔石墨烯、以及原位生长于三维多孔石墨烯中的碳化硅，所述三维多孔石墨烯的含量所述三维多孔石墨烯的含量≤50vol%，优选为10～50vol%。

2.根据权利要求1所述的石墨烯增强碳化硅基复合材料，其特征在于，所述石墨烯增强碳化硅基复合材料的压缩强度为50～500MPa，电导率＞1000S/m；优选地，所述石墨烯增强碳化硅基复合材料的120～160MPa，电导率＞2000S/m。

3.一种如权利要求1或2所述的石墨烯增强碳化硅基复合材料的制备方法，其特征在于，以甲基三氯硅烷、甲基二氯硅烷中的至少一种作为前驱体，以H₂作为载气，利用化学气相渗透工艺对三维多孔石墨烯进行致密化处理，得到所述石墨烯增强碳化硅基复合材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述化学气相渗透工艺的参数包括：反应温度900～1100℃；反应时间100～200小时；压力1～10kPa；载气流量100～400mL/分钟。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，利用3D打印工艺制备三维多孔石墨烯，包括：将石墨烯、分散剂分散于乙醇，得到混合溶液；

在混合溶液中加入粘结剂，在70～90℃下水浴加热1～2小时，得到打印浆料；

利用3D打印工艺，逐层叠加打印，得到所述三维多孔石墨烯。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂为邻苯二甲酸二丁酯、聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇丁醚、聚乙二醇中的至少一种，所述分散剂与石墨烯的质量比为1:2～1:8。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为邻苯二甲酸二丁酯、聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、甲基纤维素中的至少一种，所述粘结剂和石墨烯的质量比为1：（3～10）。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述3D打印工艺的参数包括：气压为0～1 MPa，移动速度为1～20 mm/s，喷嘴直径为0.1～1 mm，间距为0.1～1 mm，层厚为0.1～1 mm；优选地，逐层叠加打印过程中，相邻上下两层之间的夹角为10°～90°，更优选为30°～90°。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯和乙醇质量比为1:（80～200）。