[发明专利]基于冷冻干燥工艺的高致密度石英/石英复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于冷冻干燥工艺的高致密度石英/石英复合材料，其特征在于，所述复合材料以石英纤维编织物为增强相，以二氧化硅为基体；所述复合材料中石英纤维编织物的体积分数为40～47％；所述复合材料可应用于天线罩、天线窗及其他航空航天领域。

2.如权利要求1所述的一种基于冷冻干燥工艺的高致密度石英/石英复合材料，其特征在于，所述复合材料的密度为1.65～1.75g/cm³，弯曲强度为70.0～80.5MPa。

3.一种基于冷冻干燥工艺的高致密度石英/石英复合材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将石英纤维编织物置于有机溶剂中浸泡处理，晾干；

S2：将经过步骤S1的石英纤维编织物进行真空浸渍，浸渍完成后进行冷冻干燥工艺，重复所述真空浸渍和冷冻干燥工艺过程3～4次；所述真空浸渍的浸渍剂为溶质粒径为40～50nm的硅溶胶溶液；

S3：将经过步骤S2的石英纤维编织物继续进行真空浸渍和冷冻干燥工艺过程2～3次；所述真空浸渍的浸渍剂为溶质粒径为10～20nm的硅溶胶溶液；

S4：将经过步骤S3的石英纤维编织物进行烧结处理以得到二氧化硅基体，最终得到石英/石英复合材料。

4.如权利要求3所述的一种基于冷冻干燥工艺的高致密度石英/石英复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述有机溶剂为丙酮、无水乙醇和二甲苯中的至少一种。

5.如权利要求3所述的一种基于冷冻干燥工艺的高致密度石英/石英复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述浸泡处理的时间为4～6h，重复浸泡3次。

6.如权利要求3所述的一种基于冷冻干燥工艺的高致密度石英/石英复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤S2和S3中，所述真空浸渍的时间为12～16h，温度为室温。

7.如权利要求3所述的一种基于冷冻干燥工艺的高致密度石英/石英复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤S2和S3中，所述冷冻干燥工艺包括二个阶段，分别为第一阶段冷冻干燥，第二阶段升华干燥。

8.如权利要求7所述的一种基于冷冻干燥工艺的高致密度石英/石英复合材料制备方法，其特征在于，所述冷冻干燥的冻结温度为-40～-45℃，冻结时间为2～3h；所述升华干燥的真空度为1.3～13Pa，温度为-40～-45℃，时间为30～48h。

9.如权利要求3所述的一种基于冷冻干燥工艺的高致密度石英/石英复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤S2和S3中，所述硅溶胶溶液的质量分数18～30wt％。

10.如权利要求3所述的一种基于冷冻干燥工艺的高致密度石英/石英复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述烧结处理为在2h内将温度从室温升温至800℃，之后在800℃下保温烧结1～1.5h。