[发明专利]一种具有界面脱粘自愈合性能的Cf/SiC复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料技术领域，且公开了一种具有界面脱粘自愈合性能的C_f/SiC复合材料，包括以下重量份数配比的原料：50～70份微米SiC粉、20～30份微米C_f粉、8～16份微米玻璃粉，其中，玻璃粉由平均粒径≤2.6um的40％wtPbO、20％wtSiO₂、25％wtTiO₂和15％wtB₂O₃组成。本发明还公开了一种具有界面脱粘自愈合性能的C_f/SiC复合材料的制备方法。本发明解决了C_f/SiC复合材料，在使用的过程中，碳化硅基体与碳纤维增韧相之间的热失配导致组分间产生界面脱粘，进而导致C_f/SiC复合材料失效的技术问题。

技术领域

本发明涉及碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料技术领域，具体为一种具有界面脱粘自愈合性能的C_f/SiC复合材料及制备方法。

背景技术

碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C_f/SiC)作为高温热结构材料在航空航天领域的应用已经引起了广泛的关注，它是提高发动机燃烧室温度，进而提高能源转化率的最理想热结构材料之一。碳纤维有良好的高温力学性能和热性能，在惰性环境中超过2000℃仍能保持强度、模量等力学性能不降低。C_f/SiC复合材料则拥有良好的断裂韧性、耐磨性、低热膨胀系数、高热导率、高气化温度和良好的抗热震性能。

但是，由于碳化硅基体的线膨胀系数(4.7×10^-6/℃)与碳纤维增韧相的线膨胀系数(约为零)之间存在差异，随着温度的变化，尤其是C_f/SiC复合材料用作高温结构部件时，其使用环境的温度在极短的时间内变化可达上千摄氏度，所以碳化硅基体与碳纤维增韧相之间会产生热失配，热失配会导致碳纤维增韧相与碳化硅基体之间产生界面脱粘，并最终导致C_f/SiC复合材料失效。

本发明提供一种具有界面脱粘自愈合性能的C_f/SiC复合材料及制备方法，旨在解决C_f/SiC复合材料，在使用的过程中，碳化硅基体与碳纤维增韧相之间的热失配导致组分间产生界面脱粘，进而导致C_f/SiC复合材料失效的技术问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有界面脱粘自愈合性能的C_f/SiC复合材料及制备方法，解决了C_f/SiC复合材料，在使用的过程中，碳化硅基体与碳纤维增韧相之间的热失配导致组分间产生界面脱粘，进而导致C_f/SiC复合材料失效的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有界面脱粘自愈合性能的C_f/SiC复合材料，包括以下重量份数配比的原料：50～70份微米SiC粉、20～30份微米C_f粉、8～16份微米玻璃粉。

优选的，所述玻璃粉由平均粒径≤2.6um的40％wtPbO、20％wtSiO₂、25％wtTiO₂和15％wtB₂O₃组成。

一种具有界面脱粘自愈合性能的C_f/SiC复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S101.取50～70份微米SiC粉、20～30份微米C_f粉、8～16份微米玻璃粉，备用；

S102.将步骤S101中的SiC粉与硅酸钠一起置于蒸馏水中，超声分散均匀；