[发明专利]一种净尺寸C/SiC陶瓷基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种净尺寸C/SiC陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

（1）提供碳/碳基体；

（2）对所述碳/碳基体进行超声干燥洁净处理，并将ZrC-ZrB₂喷涂剂喷涂于所述碳/碳基体表面，得到多孔碳/碳复合材料；

（3）以硅合金为反应物，采用反应熔渗法将所述多孔碳/碳复合材料制成净尺寸C/SiC陶瓷基复合材料，所述多孔碳/碳复合材料与硅合金的质量比1:3-1:6；

其中，在步骤（2）中，所述ZrC-ZrB₂喷涂剂的配制方法如下：

（I）将ZrC粉末与ZrB₂粉末在乙醇溶液中均匀混合，得到胶体溶液；

（II）将所述胶体溶液依次进行机械搅拌和超声处理，制得所述ZrC-ZrB₂喷涂剂；

所述ZrC与ZrB₂粉末粒径独立地为1-1000 nm；

所述ZrC与ZrB₂粉末质量比为3:1-1:1；

以所用乙醇的体积计，所述ZrC-ZrB₂喷涂剂的总浓度为10%-500%(w/v)。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述碳/碳基体由碳纤维预制体通过化学气相沉积法制备得到。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征还在于：

所述预制体的编织方式选自由针刺、缝合或细编穿刺组成的组中的一种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

所述碳/碳基体的密度为1.0-1.4g/cm³。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

在步骤（2）中，所述超声干燥洁净处理的方式如下：将所述碳/碳基体置于装有乙醇溶液的烧杯中，浸没，超声处理5-60min，然后置于烘箱内，在80-150℃下进行干燥处理。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

在步骤（2）中，所述ZrC-ZrB₂喷涂剂喷涂在碳/碳基体的表面的涂覆层厚度为1-100μm；

所述喷涂的时间为5-10min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

在步骤（3）中，所述反应熔渗法的步骤如下：

（I）将硅合金粉与多孔碳/碳复合材料在坩埚中混合；

（II）将装载有硅合金粉与多孔碳/碳复合材料的所述坩埚置于反应装置内，密封，抽真空，导入惰性气体；

（III）将所述反应装置升温至第一预设温度，保持恒温，再升温至第二预设温度并在该温度保持至反应结束；

（IV）在第二预设温度反应结束后，程序控制降温，冷却至室温，停止导入惰性气体，并恢复至大气压。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：

所述硅合金的粒径为0.5-10μm。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：

所述硅合金中硅的质量分数为95-99%。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的制备方法，其特征在于：

所述导入的惰性气体为氩气或氮气；

所述导入的气体流量为1-1000sccm。

11.根据权利要求7至9任一项所述的制备方法，其特征在于：

所述第一预设温度为1200-1400℃，在第一预设温度下恒温保持1-200分钟；

所述第二预设温度为1600-1700℃，在第二预设温度下反应1-180分钟；

所述升温至第一预设温度的升温速率和升温至第二预设温度的升温速率独立地为1-40℃/分钟。

12.根据权利要求7至9任一项所述的制备方法，其特征在于：

所述程序控制降温的降温速率为1-40℃/分钟。