[发明专利]一种耐高温增强增韧氧化铝纤维增强氧化铝基体复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种耐高温增强增韧氧化铝纤维增强氧化铝基体复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1.氧化铝纤维的预处理：

根据实际需求，将所需尺寸的氧化铝纤维置于预处理溶液中抽真空浸渍，浸渍2-4h，将浸渍后的氧化铝纤维置于高温炉中进行热处理，热处理温度为100～300℃，然后将氧化铝纤维重复上述预处理溶液浸渍-热处理工序1～4次，获得表面覆膜10～500nm的氧化铝纤维，再进行一次预处理溶液浸渍-热处理工序；

所述预处理溶液的浓度为30～50vol%，所述预处理溶液是由重铬酸铵和无水草酸制备的混合溶液；

S2.制备复合材料纳米线涂层：

将上述表面覆膜的氧化铝纤维放入气相沉积炉中，在覆膜表面沉积10～500nm的预制涂层，所述预制涂层为热解炭涂层或BN涂层；然后采用电脉沉积方法在沉积有预制涂层的表面原位生长纳米线，在氧化铝纤维表面获得纳米线涂层；

S3.制备氧化铝基体浆料：

将氧化铝陶瓷粉体、石墨烯、碳纳米管、溶剂、分散剂、粘结剂、造孔剂和晶粒抑制剂按比例置于球磨罐中球磨混合均匀，然后加入氨水将PH值调至7～9，或加入酸性溶液将PH值调至3～5，搅拌均匀，制得氧化铝基体浆料；

S4.制备复合材料坯体：

将上述带有纳米线涂层的氧化铝纤维置于氧化铝基体浆料中进行压力浸渍，然后将氧化铝纤维在模具中叠层后放入真空袋中，抽真空加压，取出后再放置到热压机上进行热压，热压温度为50～500℃，热压时间为2～10h，制得复合材料坯体；

S5.低温烧结制备氧化铝纤维增强氧化铝基体复合材料：

将所述复合材料坯体置于高温炉中烧结，烧结温度为1000～1100℃，保温时间为2～5h，制得耐高温增强增韧氧化铝纤维增强氧化铝基体复合材料。

2.根据权利要求1所述的耐高温增强增韧氧化铝纤维增强氧化铝基体复合材料的制备方法，其特征在于，所述氧化铝纤维为二维和三维编织织物，包括平纹编织、斜纹编织、缎纹编织、针刺毡、三维缝合毡、三向正交编织毡、2.5维立体编织毡、三维四向立体编织毡、三维五向立体编织毡，所述二维编织织物每1cm的经纱或纬纱均为10～16股，所述三维编织每1cm的经纱或纬纱均为4～20股。

3.根据权利要求1所述的耐高温增强增韧氧化铝纤维增强氧化铝基体复合材料的制备方法，其特征在于，所述无水草酸在重铬酸铵中的浓度为10～200g/mL。

4.根据权利要求1所述的耐高温增强增韧氧化铝纤维增强氧化铝基体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中所述纳米线涂层为C、Al₂O₃、SiN、SiC或BN纳米线涂层中的一种。

5.根据权利要求1所述的耐高温增强增韧氧化铝纤维增强氧化铝基体复合材料的制备方法，其特征在于，所述氧化铝陶瓷粉体的粒径大小为0.01～3μm，所述氧化铝陶瓷粉体的晶型主要为α-Al₂O₃。

6.根据权利要求1所述的耐高温增强增韧氧化铝纤维增强氧化铝基体复合材料的制备方法，其特征在于，所述造孔剂的粒径大小为0.01～1μm，所述造孔剂为碳粉或淀粉中的一种。

7.根据权利要求1所述的耐高温增强增韧氧化铝纤维增强氧化铝基体复合材料的制备方法，其特征在于，所述晶粒抑制剂粒径大小为0.01～1μm，所述晶粒抑制剂为铁、锰、镁、钇、镧、铟、铬、钛、锆、镍、硼和铜的有机盐或无机盐中的一种或几种。