[发明专利]一种碳化硅-碳复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳化硅-碳复合材料，其特征在于该碳化硅-碳复合材料的质量百分比组成包括：碳化硅相为50-99wt%，游离碳相为0-50 wt%，游离硅相为0-35wt %，其它物相为0-2 wt%；其中所述的其它物相为Fe、B、P或K中一种或多种元素的氧化物或碳化物杂相。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅-碳复合材料，其特征在于所述的游离碳相的显微形貌为长度1-50 μm的束状纤维结构。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅-碳复合材料，其特征在于所述的碳化硅-碳复合材料为粒径为10-1000 μm的颗粒。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的碳化硅-碳复合材料的备制方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）、将报废的高硅氧玻璃破碎，得到粒径为200～500 μm的高硅氧玻璃粉末；

（2）、将废旧的秸秆剪切破碎，得到长度＜500 μm的秸秆碎片；

（3）、将高硅氧玻璃粉末、秸秆碎片、酚醛树脂、PVA、乙醇搅拌混合1-2 h后，压制成饼，90℃烘干1-2 h后，150-180℃固化3-5 h；其所用的原料按以下质量比配比：高硅氧玻璃粉末占固相物料质量的50-90%，秸秆碎片占固相物料的质量的10-50 %，酚醛树脂占固相物料质量的0-20 %，PVA占固相物料质量的0-5%，乙醇为固相物料质量的0-20%；

（4）、将固化后的圆饼放入高温炉中，充入惰性气体，将高温炉以5-10℃/min 的升温速度升温至600-1000℃后热处理2-12h；然后将高温炉以2-5℃/min的升温速度升温至1400-1800℃，并将圆饼在1400-1800℃于还原气氛中保温12-24 h，然后随炉降温，得到降温后的碳化硅-碳复合材料圆饼；

（5）、将降温后的碳化硅-碳复合材料圆饼破碎为粒径10-1000 μm的颗粒。

5.根据权利要求4所述的一种碳化硅-碳复合材料，其特征在于步骤（1）中所述的高硅氧玻璃中，SiO₂的含量≥96wt %，Fe的含量＜0.2wt %，B₂O₃的含量≤1.5wt %。

6.根据权利要求4所述的一种碳化硅-碳复合材料的备制方法，其特征在于步骤（2）中所述的秸秆的C含量≥85 wt%。

7.根据权利要求4所述的一种碳化硅-碳复合材料的备制方法，其特征在于步骤（3）中所用的原料按以下质量比配比：所述的高硅氧玻璃粉末占固相物料质量的60 %，秸秆碎片占固相物料质量的35 %，酚醛树脂占固相物料质量的4.5 %，PVA占固相物料质量的0.5 %，乙醇为固相物料质量的15 %。

8.根据权利要求4所述的一种碳化硅-碳复合材料的备制方法，其特征在于步骤（3）中所述的酚醛树脂为粒径为200-600 μm的固体粉末或固含量>70%的粘稠液体，所述的酚醛树脂的残炭率＞50 %。

9.根据权利要求4所述的一种碳化硅-碳复合材料的备制方法，其特征在于步骤（4）中所述的惰性气体为N₂或Ar，所述的还原气氛为氢气与氮气的混合气体，其中所述的氢气体积比为3-5%。

10.根据权利要求1-3任一项所述的一种碳化硅-碳复合材料在刹车片的应用。