[发明专利]一种SiCw定向高强韧陶瓷基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种SiCw定向高强韧陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、陶瓷基复合材料预制体的制备：将纤维依次叠层缝合成体积分数为25～35％的纤维预制体，将纤维预制件置于高温真空炉中，沉积温度850～1000℃，气氛压力0.2kPa，丙烯流量30ml/min，Ar流量300ml/min，沉积50～60h冷却后制备复合材料界面；

再将纤维预制件置于高温真空炉中，沉积1000～1100℃，气氛压力2kPa，通入H₂与MTS，流量200ml/min，Ar流量300ml/min，H₂与MTS的摩尔比为10:1，沉积200～230h降温后形成复合材料预制体；

所述复合材料预制体的相对密度达到25％～65％；

步骤2：利用超短脉冲激光设备，采用波长400～1500nm，脉冲宽度80～500fs，功率5W～20W，在复合材料预制体厚度方向制备出直径0.2mm～1mm的多个定向孔；

步骤3：将重量百分比30～45％的异丙醇和甲苯的混合溶剂、5～15％的分散剂磷酸三乙酯和40～60％的SiC晶须混合均匀后置于塑料管，使用轻型球磨机混合7h得到浆料；

再将增塑剂邻苯二甲酸二乙酯、丙三醇、粘结剂聚乙烯醇缩丁醛与上述浆料按照2.5︰2.5︰5︰90的比例混合，继续球混7h；随后按照混合后的浆料︰溶剂蒸馏水︰分散剂磷酸三乙酯按照90︰5︰5比例混合，置入聚氨酯球磨罐持续混合24小时，得到真空浸渍溶液的SiC晶须浆料；

步骤4、SiCw封填预制体定向孔：

将SiC晶须浆料浸渍液置于步骤2制备多个定向孔的预制体下方，真空泵在浸渍腔内制造负压，通过负压将SiC晶须浆料抽真空除泡，同时预制体内部沉积反应后生成的副产品气体能够被及时的抽出；

继续浸泡在SiC晶须浸渍液中超过半小时后，取出待浸渍液固化，烘干；

本步骤反复循环多次，直至形成SiCw定向柱且不透光；

步骤5：将步骤4预制体置于高温真空炉中，沉积1000～1100℃，气氛压力2kPa，H₂与MTS的流量200ml/min，Ar流量300ml/min，H₂与MTS的摩尔比为10:1，沉积100～120h降温后最终制成SiCw定向高强韧化陶瓷基复合材料；

所述步骤3混料时的混料球为ZrO₂球。

2.根据权利要求1所述SiCw定向高强韧陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于：所述纤维是：碳纤维、碳化硅纤维、硼纤维、氧化物纤维或其他高温陶瓷纤维。

3.根据权利要求1所述SiCw定向高强韧陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于：所述多个定向孔是等间距或非等间距的。

4.根据权利要求1所述SiCw定向高强韧陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于：所述多个定向孔是有序的或无序的。

5.根据权利要求1-4任一项SiCw定向高强韧陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于：所述多个定向孔是圆孔、方孔或其他形状的孔。

6.根据权利要求1所述SiCw定向高强韧陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于：所述纤维预制体是2维、2.5维、3维或其他维度预制体。

7.根据权利要求1所述SiCw定向高强韧陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于：所述纤维预制体制备方法是叠层、编织、针刺或其他制备方法。

8.根据权利要求1所述SiCw定向高强韧陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4反复循环多次为4～5次。