[发明专利]一种Cf/C-SiC-ZrC复合材料及其制备方法在审
申请号: | 201910702441.9 | 申请日: | 2019-07-31 |
公开(公告)号: | CN110282992A | 公开(公告)日: | 2019-09-27 |
发明(设计)人: | 刘福田;苏纯兰;周长灵;徐鸿照;姜凯;杨芳红 | 申请(专利权)人: | 济南大学 |
主分类号: | C04B35/80 | 分类号: | C04B35/80;C04B35/56;C04B35/571;C04B35/83 |
代理公司: | 济南誉丰专利代理事务所(普通合伙企业) 37240 | 代理人: | 赵凤 |
地址: | 250022 山东*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 复合材料 碳纤维 界面层 制备 裂解 浸渍 陶瓷基体 固化 物理化学 偏转 复合材料领域 化学气相沉积 碳纤维预制体 高断裂韧性 混合溶液中 界面结合力 断裂韧性 工艺制备 消耗能量 循环浸渍 有效减少 增韧陶瓷 浸入 前驱体 热解碳 拔出 沉积 排胶 断裂 损伤 传递 削弱 | ||
1.一种Cf/C-SiC-ZrC复合材料及其制备方法,其特征在于,包括碳纤维预制体热解碳PyC界面层的制备和Cf/C-SiC-ZrC复合材料的制备。
所述碳纤维预制体热解碳PyC界面层的制备包括以下步骤:将编织好的碳纤维在800~950 ℃下进行排胶处理;采用化学气相沉积法,在碳纤维的表面沉积一层热解碳PyC界面层。
所述Cf/C-SiC-ZrC复合材料的制备包括以下步骤:
1)浸渍液的配制:以二甲苯作为溶剂,将聚碳硅烷和聚碳锆烷按照质量比为1:1~1:4的比例进行混合,搅拌,直至聚碳硅烷与聚碳锆烷完全溶于二甲苯溶剂中;
2)真空浸渍:将碳纤维预制体浸入步骤1)所得的溶液中,先真空浸渍,再加压浸渍;
3)固化:将浸渍后的样品进行固化处理;
4)高温裂解:将固化后的样品进行高温裂解处理;
5)循环步骤1)-步骤4)浸渍-固化-高温裂解过程6-12次,得到Cf/C-SiC-ZrC复合材料。
2.根据权利要求1所述的Cf/C-SiC-ZrC复合材料的制备方法,其特征在于,所述碳纤维编织预制体的体积分数为30%~50%。
3.根据权利要求1所述的Cf/C-SiC-ZrC复合材料的制备方法,其特征在于,所述热解碳PyC界面层的制备是在化学气相沉积炉中进行,气源为丙烷或丁烷,气体流量为1~3 L/min,稀释气体为Ar,流量为2~4 L/min,沉积温度为900~1100 ℃,沉积时间为4~72 h。
4.根据权利要求1所述的Cf/C-SiC-ZrC复合材料的制备方法,其特征在于,所述碳纤维编织预制体的密度为0.6~1.2 g/cm3。
5.根据权利要求1所述的Cf/C-SiC-ZrC复合材料的制备方法,其特征在于,所述真空浸渍的条件是:在真空度为-0.12 MPa~-0.08 MPa的条件下,真空浸渍30~60 min。
6.根据权利要求1所述的Cf/C-SiC-ZrC复合材料的制备方法,其特征在于,所述加压浸渍的条件是:在压力为6~10 MPa的条件下,加压浸渍0.5~3 h。
7.根据权利要求1所述的Cf/C-SiC-ZrC复合材料的制备方法,其特征在于,所述固化的条件是:在120~150 ℃下进行固化,保温2~6 h,保护气氛为N2或者Ar。
8.根据权利要求1所述的Cf/C-SiC-ZrC复合材料的制备方法,其特征在于,所述高温裂解的条件是:在1350~1500 ℃下进行高温裂解,保温2~4 h,保护气氛为Ar。
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