[发明专利]一种稀土硅酸盐层状分布的碳化硅陶瓷基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土硅酸盐层状分布的碳化硅陶瓷基复合材料，其特征在于，包括纤维预制体、用于填充纤维预制体的SiC基体、环状分布在纤维预制体中纤维表面和SiC基体之间的至少2层稀土硅酸盐层、以及位于相邻稀土硅酸盐层之间的SiC层；所述稀土硅酸盐层的成分为硅酸钇、硅酸镱、硅酸钪、硅酸镥、硅酸铒中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的稀土硅酸盐层状分布的碳化硅陶瓷基复合材料，其特征在于，所述稀土硅酸盐层的层数为2～3层。

3.根据权利要求1所述的稀土硅酸盐层状分布的碳化硅陶瓷基复合材料，其特征在于，在纤维预制体中纤维和环状分布在纤维表面的稀土硅酸盐层之间还依次包括界面相层和预沉积SiC层。

4.根据权利要求3所述的稀土硅酸盐层状分布的碳化硅陶瓷基复合材料，其特征在于，所述界面相层为热解碳界面相层和/或氮化硼界面相层。

5.根据权利要求4所述的稀土硅酸盐层状分布的碳化硅陶瓷基复合材料，其特征在于，所述界面相层的厚度为100～200 nm，所述预沉积SiC层的厚度为1～5μm。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的稀土硅酸盐层状分布的碳化硅陶瓷基复合材料，其特征在于，所述稀土硅酸盐层的厚度为200～2000nm。

7.根据权利要求6所述的稀土硅酸盐层状分布的碳化硅陶瓷基复合材料，其特征在于，所述稀土硅酸盐层的厚度为200～1000nm。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的稀土硅酸盐层状分布的碳化硅陶瓷基复合材料，其特征在于，所述SiC层的厚度为500nm～30μm。

9.根据权利要求8所述的稀土硅酸盐层状分布的碳化硅陶瓷基复合材料，其特征在于，所述SiC层的厚度为1μm～5μm。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的稀土硅酸盐层状分布的碳化硅陶瓷基复合材料，其特征在于，所述纤维预制体为碳纤维或/和碳化硅纤维的二维缝合编织结构、三维针刺编织结构、三维四向编织结构、三维五向编织结构、一维结构、二维叠层结构中的至少一种。

11.一种如权利要求1-10中任一项所述的稀土改性碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

（1）将纤维预制体浸渍于稀土盐溶液中并蒸干所述稀土盐溶液的溶剂后，得到负载有稀土盐的纤维预制体；

（2）将所得负载有稀土盐的纤维预制体置于惰性气氛中，在700～1100℃下裂解20～40分钟后，得到负载有稀土氧化物的纤维预制体；

（3）以三氯甲基硅烷为前驱体，采用化学气相渗透法在所得负载有稀土氧化物的纤维预制体上进行沉积，得到负载有稀土硅酸盐层的纤维预制体；

（4）以三氯甲基硅烷为前驱体，采用化学气相渗透法在负载有稀土硅酸盐层的纤维预制体表面制备SiC层；

（5）将步骤（4）所得产物重复步骤（1）-（4），在所述纤维预制体表面制备至少两层稀土硅酸盐层后，采用熔渗Si法或化学气相渗透法填充所述SiC基体，得到所述稀土硅酸盐层状分布的碳化硅陶瓷基复合材料。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述稀土盐溶液中稀土盐为能够分解得到稀土氧化物的稀土盐，选自钇、镱、钪、镥、铒的可溶性盐中的至少一种。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述稀土盐溶液中稀土盐为硝酸钇、醋酸钇、硝酸镱、醋酸镱、硝酸钪、醋酸钪、硝酸镥、醋酸镥、硝酸铒、醋酸铒中的至少一种。

14.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为水、乙醇、丙酮中的至少一种；所述稀土盐溶液的浓度为0.5～5.0mol·L^-1。