[发明专利]一种钛硅碳界面改性SiCf/SiC吸波复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种钛硅碳界面改性SiCf/SiC吸波复合材料及其制备方法，将碳化硅纤维预制体置于CVD炉恒温区内，在适合的温度范围内，采用化学气相渗透法在碳化硅纤维表面沉积钛硅碳界面层；然后将其置于含有聚碳硅烷和钛硅碳的浆料中进行浸渍，采用前驱体浸渍裂解法(PIP)制备陶瓷基复合材料。本发明制备出了含有Ti₃SiC₂界面的SiCf/SiC复合材料，工艺简单，成本低，且有效调控了吸波复合材料的介电常数，达到良好的吸波效果。

技术领域

本发明涉及碳化硅复合材料吸波领域，具体涉及一种钛硅碳界面改性SiCf/SiC吸波复合材料及其制备方法。

背景技术

吸波材料在日常生活和国防科技中的应用十分广泛。随着现代雷达与微波电子技术不断发展，人体及设备受电磁波的影响日益严重。在军事领域方面，各种武器在战斗中也面临严重的威胁，使用雷达进行侦测是一种常见的军事手段，为提高战斗机、舰艇、坦克、导弹及其它作战武器的生存几率，适应现代探测技术的迅速发展，研究武器的隐身功能至关重要。隐身技术通常有外形设计和吸波材料得选择两种手段，通过设计复杂多面体外形，改变反射波方向，但难度较大，因此常用的方法是选择对电磁波具有高吸收的吸波材料。微波吸收材料可以通过损耗而将电磁波转换为热能而耗散，可提高武器的生存几率，并减小电磁波对人体的伤害。

理想的电磁吸波材料应具有吸收频带宽、质量轻、厚度薄、吸波性能强等特点。碳化硅作为吸波材料能同时满足轻质、耐高温等要求，是国内外发展较快的吸波材料之一。SiCf/SiC复合材料具有高强度、抗氧化性，电导率可调，是最具有潜力的高温陶瓷基结构吸波材料。钛硅碳(Ti₃SiC₂)具有良好的电导率、高温抗氧化性好、热稳定性好、密度小，应用于复合材料可提高其吸波性能。Duan S(Duan S,et al.Enhanced mechanical andmicrowave absorption properties of SiCf/SiC composite using aluminum powderas active filler[J].文献)的研究发现，使用(前驱体浸渍裂解法)PIP工艺制备的SiCf/SiC复合材料，在8.2-12.4GHz频率范围内的反射系数大于-10dB，无法达到90％的电磁波被吸收，吸波性能较差。

Fan X(Fan X,et al.Mechanical and Electromagnetic InterferenceShielding Behavior of C/SiC Composite Containing Ti₃SiC₂[J].文献)将Ti₃SiC₂引入到C/SiC复合材料中，使得复合材料在8.2-12.8GHz频率范围内的电磁屏蔽效能增大，为多功能材料的应用展示了巨大的潜力。Gao H(Gao H,et al.Improved mechanical andmicrowave absorption properties of SiC fiber/mullite matrix composite usinghybrid SiC/Ti₃SiC₂ fillers[J].文献)在含有SiC填料的SiCf/Mu复合材料中添加适量Ti₃SiC₂，由于Ti₃SiC₂具有较高的介电常数，因此复合材料的介电常数也增大，微波吸收性能得到改善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种钛硅碳界面改性SiCf/SiC吸波复合材料及其制备方法，制备的钛硅碳(Ti₃SiC₂)界面可以有效调控复合材料的介电性能，提高电磁吸波性能。

为实现上述目的，本发明可通过以下技术方案予以实现：