[发明专利]一种碳陶飞机刹车盘的制备方法

权利要求书

1.一种碳陶飞机刹车盘的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：以密度为1.0-1.5g/cm³的C/C复合材料为坯体依次经过PIP处理、高温处理、RMI处理获得密度为2.0-2.2g/cm³的碳陶复合材料；将碳陶复合材料于真空下多次浸泡于硅溶胶中、烘干直至碳陶复合材料的增重率为1％-4％，然后热处理即获得碳陶刹车盘；所述RMI处理的过程为，将经高温处理的坯体置于铺设有硅粉和无定型碳化硅粉的石墨模具中，在真空条件下，渗硅反应，所述无定型碳化硅粉由碳化硅陶瓷先驱体于800-1000℃烧结获得；

将PIP处理所得坯体于真空环境下进行高温处理，所述高温处理温度为1600-1700℃；所述高温处理的程序为：先以5-10℃/min的速率升温至1300℃，保温3-5h，再以2-5℃/min的速率升温至1600-1700℃，保温3-5h，自然降温；所述真空环境下，真空度控制在500-1000Pa；

所述硅粉与无定型碳化硅粉的质量比为10:1-3；硅粉的粒径为2-5mm；

所述无定型碳化硅粉的制备方法如下：将碳化硅陶瓷先驱体与交联剂A按质量比100:10-20混合获得浆液，将浆液于800-1000℃烧结、研磨、过80目筛，取筛下物即得；

所述烧结程序为：先以5-10℃/min的速率升温至90-150℃，保温30-120min，再以5-10℃/min的速率升温至280-350℃，保温60-180min；再以3-5℃/min的速率升温至800-1000℃，保温60-150min。

2.根据权利要求1所述的一种碳陶飞机刹车盘的制备方法，其特征在于：所述渗硅反应程序为先以3-5℃/min的速率升温至1200℃，再以2-3℃/min的速率升温至1650-1750℃，保温3-5h，自然降温；所述渗硅反应时，真空度控制为100-500Pa。

3.根据权利要求1所述的一种碳陶飞机刹车盘的制备方法，其特征在于：所述碳化硅陶瓷先驱体选自聚碳硅烷、聚甲基硅烷中的至少一种；所述交联剂A选自苯乙烯、二乙烯基苯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种碳陶飞机刹车盘的制备方法，其特征在于：将碳陶复合材料于真空下多次浸泡于硅溶胶中，真空度控制在≤10Pa，浸泡时间为3-5h；所述硅溶胶为中性硅溶胶，所述硅溶胶中，二氧化硅的质量分数为10％-40％。

5.根据权利要求1所述的一种碳陶飞机刹车盘的制备方法，其特征在于：所述烘干的温度为150-200℃，烘干的时间为3-5h；所述热处理在保护气氛下进行，所述热处理的程序为：先以3-5℃/min的速率升温至1200℃后，再以2-3℃/min速率升温至1400-1450℃，保温3-4h，自然降温。

6.根据权利要求1所述的一种碳陶飞机刹车盘的制备方法，其特征在于：所述PIP处理的过程为，将密度为1.0-1.5g/cm³的C/C复合材料置于含碳化硅陶瓷先驱体的浸渍剂中，先进行真空浸渍，然后进行加压浸渍，加压浸渍后，在保护气氛下于800-1000℃进行裂解1-2小时，然后重复循环真空浸渍-加压浸渍-裂解的操作直至得到密度为1.5-1.9g/cm³碳陶复合材料。

7.根据权利要求6所述的一种碳陶飞机刹车盘的制备方法，其特征在于：所述含碳化硅陶瓷先驱体的浸渍剂中，陶瓷先驱体选自聚碳硅烷、聚甲基硅烷中的至少一种；所述含碳化硅陶瓷先驱体的浸渍剂由陶瓷先驱体与交联剂B组成，所述交联剂B选自苯乙烯、二乙烯基苯中的一种；

所述浸渍剂中，按质量比计，交联剂B：陶瓷先驱体＝20-30：100；

所述真空浸渍时，控制单次真空浸渍的时间为2-3h，控制真空度≤10Pa；所述加压浸渍时，控制单次加压浸渍的时间为6-8h，控制压力为4-6MPa。