[发明专利]一种铝碳陶复合材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种铝碳陶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，碳陶复合材料的制备：

以密度为0.6-0.8g/cm3的C/C复合材料为原料；将所述原料置于陶瓷先驱体中浸渍，浸渍后，在第一保护气氛下进行高温裂解，重复浸渍-高温裂解操作，直至得到密度为1.4-1.6g/cm3的碳陶复合材料；

步骤二，碳陶坯体的制备：

将所述碳陶复合材料在第二保护气氛下进行高温晶化，得到碳陶坯体；

步骤三，高压渗铝：

将所述碳陶坯体装入模具中，封焊后制成包套，将包套加热后吊入浸渗炉中渗铝；最后拆包套拆模即可得到铝碳陶复合材料。

2.根据权利要求1所述铝碳陶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤一中密度为0.6-0.8g/cm3的C/C复合材料是通过下述方案制备的：

将密度为0.4-0.5g/cm3的2.5D针刺的炭纤维全网胎，经1600-1800℃高温处理后，在第二保护气氛下进行化学气相沉积20-30h，得到所述密度为0.6-0.8g/cm3的C/C复合材料。

3.根据权利要求2所述铝碳陶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述浸渍包括依次真空浸渍和热压浸渍，即将密度为0.6-0.8g/cm3的C/C复合材料置于陶瓷先驱体中，先进行真空浸渍，然后再进行热压浸渍，浸渍后，在第一保护气氛下进行高温裂解，重复循环真空浸渍-热压浸渍-高温裂解操作，直至得到密度1.4-1.6g/cm3的碳陶复合材料。

4.根据权利要求3所述铝碳陶复合材料的制备方法，其特征在于：所述陶瓷先驱体可选用聚甲基硅烷、聚碳硅烷、聚硅氮烷、聚硅烷中的至少一种。

5.根据权利要求4所述铝碳陶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤一中所述陶瓷先驱体采用聚甲基硅烷时，所述聚甲基硅烷的平均质量为1000-1400、黏度为180-225mPa.s。

6.根据权利要求1所述铝碳陶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤二中所述高温晶化温度为1200-1500℃，优选为1300-1450℃；保温2-10h，优选为3-5h。

7.根据权利要求3所述铝碳陶复合材料的制备方法，其特征在于：真空浸渍时，控制单次真空浸渍的时间为1-2h，控制真空度≤20Pa；热压浸渍时，控制单次热压浸渍的时间为3-6h，控制压力为2～5MPa，温度为60-90℃。

8.根据权利要求1所述铝碳陶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤一中所述第一保护气氛选自氮气气氛、氩气气氛中的至少一种；步骤二中所述第二保护气氛选用氩气。

9.根据权利要求1所述铝碳陶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述渗铝的过程包括：将装有碳陶坯体的模具包套封装取出，浸入700℃-750℃的熔融铝合金中，在室温下抽真空至2000-700Pa，用氮气气氛加压至5-10MPa，保压30-40min。

10.一种如权利要求1-9任意一项所述铝碳陶复合材料的应用，其特征在于：所述铝碳陶复合材料的应用包括用作赛车引擎推杆、机器人引擎推杆、机器人手臂使用。