[发明专利]一种陶瓷基复合材料螺钉及其制备方法在审
申请号: | 201910466557.7 | 申请日: | 2019-05-31 |
公开(公告)号: | CN110194668A | 公开(公告)日: | 2019-09-03 |
发明(设计)人: | 向阳;曹峰;刘荣军;彭志航;郑周;朱程鑫 | 申请(专利权)人: | 中国人民解放军国防科技大学 |
主分类号: | C04B35/571 | 分类号: | C04B35/571;C04B35/80;C04B35/622;F16B35/00 |
代理公司: | 长沙国科天河知识产权代理有限公司 43225 | 代理人: | 邱轶 |
地址: | 410073 湖*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 陶瓷基复合材料 螺钉 制备 碳纤维布 致密化 预处理 应用前景广阔 制备方法工艺 工业领域 机械加工 拉伸断裂 生产效率 室温拉伸 穿刺 预制件 叠层 缝合 针刺 断裂 成熟 | ||
1.一种陶瓷基复合材料螺钉制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)以碳纤维布为增强体,对碳纤维布进行真空预处理;
(2)将预处理后的碳纤维布叠层至若干层,采用针刺穿刺缝合,得到碳纤维预制件;
(3)以聚氧硅烷为先驱体,将碳纤维预制件真空浸渍和惰性气氛裂解,得到初坯;
(4)将初坯加工成螺钉半成品;
(5)将螺钉半成品再经过数次真空浸渍和惰性气氛裂解处理,最终得到成品螺钉。
2.如权利要求1所述的一种陶瓷基复合材料螺钉制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,所述对碳纤维布进行真空预处理的温度为1000~1600℃,时间为0.5~2h。
3.如权利要求2所述的一种陶瓷基复合材料螺钉制备方法,其特征在于,所述碳纤维布的厚度为0.20~1.0mm。
4.如权利要求1所述的一种陶瓷基复合材料螺钉制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,所述针刺穿刺缝合密度为3mm~10mm,优选5mm。
5.如权利要求1所述的一种陶瓷基复合材料螺钉制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,所述真空浸渍的时间为2~8h,惰性气氛裂解的温度为800~1000℃;所述真空浸渍和惰性气氛裂解的重复次数为4~6次;所述真空浸渍是以聚氧硅烷溶液为浸渍液。
6.如权利要求5所述的一种陶瓷基复合材料螺钉制备方法,其特征在于,所述真空浸渍的时间优选为6h,惰性气氛裂解的温度优选为1000℃;所述真空浸渍和惰性气氛裂解的重复次数优选为6次;所述聚氧硅烷溶液中聚氧硅烷质量分数为50%,以乙醇为溶剂。
7.如权利要求5~6所述的一种陶瓷基复合材料螺钉制备方法,其特征在于,所述惰性气氛为纯度≥99.99%的氩气。
8.如权利要求1所述的一种陶瓷基复合材料螺钉制备方法,其特征在于,所述步骤(5)中,所述浸渍裂解的时间为2~8h,温度为800~1000℃,重复次数为8~15次。
9.如权利要求8所述的一种陶瓷基复合材料螺钉制备方法,其特征在于,所述浸渍裂解的时间优选为6h,温度优选为1000℃,重复次数优选为10次。
10.一种陶瓷基复合材料螺钉,其特征在于,所述陶瓷基复合材料螺钉的密度为1.60~1.70g/cm3,室温拉伸断裂强度为152~175MPa,室温剪切强度为66~81MPa,1000℃氧化1h后的拉伸断裂强度为81~96MPa,室温剪切强度为41~60MPa。
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