[发明专利]一种复合材料的制造方法

说明书

本发明公开了一种复合材料的制造方法，其方法包括如下步骤：称取以下质量百分比的原料：30％～40％的碳化硅，20～30％的氮化硅，20～30％的氧化铝，1～5％的粘结剂，1～2％的分散剂，1～2％的固化剂，1～2％的催化剂，1～2％的引发剂；本发明通过改进陶瓷复合材料的制造方法，具有可以有效增加陶瓷复合材料的结构强度，防止陶瓷复合材料内部存在缺陷，进而能够提升陶瓷复合材料生产制造质量的优点，解决了目前陶瓷复合材料中的陶瓷含量比较低，使得陶瓷复合材料的结构强度较差，同时陶瓷复合材料的内部存在气孔和杂质等缺陷，无法满足实际使用需求，且陶瓷复合材料的成型比较困难的问题，从而达到简化工艺和降低成本的目的。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体为一种复合材料的制造方法。

背景技术

航空航天领域中，许多零件需要在高温下工作，而高温合金的使用温度制约了其发展。陶瓷较强的耐高温能力使之成为最有前途的航空航天材料，但是陶瓷的韧性较低容易脆断，因此提高陶瓷的韧性很关键，需要探索一种具有定向组织在零件内部增强的成型方法。

陶瓷材料正是由于它的耐高温、抗氧化、高耐磨、硬度大、耐腐蚀、抗压强度高等众多优异性能，使得陶瓷在当今世界里可谓是无处不在，其在航空航天、机械、电子、能源等军事、民用行业都有它不可替代的贡献和作用，然而陶瓷的致命弱点就是脆性很大，抗拉强度非常低，其对裂纹、气孔、杂质等缺陷特别敏感，大大限制了它在众多领域的应用。

目前陶瓷复合材料中的陶瓷含量比较低，使得陶瓷复合材料的结构强度较差，同时陶瓷复合材料的内部存在气孔和杂质等缺陷，无法满足实际使用需求，且陶瓷复合材料的成型比较困难，导致陶瓷复合材料的生产制造效率以及生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合材料的制造方法，具备可以有效增加陶瓷复合材料的结构强度，防止陶瓷复合材料内部存在缺陷，进而能够提升陶瓷复合材料生产制造质量的优点，解决了目前陶瓷复合材料中的陶瓷含量比较低，使得陶瓷复合材料的结构强度较差，同时陶瓷复合材料的内部存在气孔和杂质等缺陷，无法满足实际使用需求，且陶瓷复合材料的成型比较困难的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合材料的制造方法，其方法包括如下步骤：

(1)原料准备：称取以下质量百分比的原料：30％～40％的碳化硅，20～30％的氮化硅，20～30％的氧化铝，1～5％的粘结剂，1～2％的分散剂，1～2％的固化剂，1～2％的催化剂，1～2％的引发剂；

(2)原料预处理：将碳化硅、氮化硅和氧化铝颗粒分别置于反应容器中，进行真空烘干处理，处理完成后将碳化硅、氮化硅和氧化铝原料混合均匀，获得混合料；

(3)制备水基预混液：将有机单体丙烯酰胺和交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合，并配制成质量分数为15％～25％的水基预混液；

(4)制备材料胚：将混合料加入混合容器中，随后向加入水基预混液中，得到陶瓷浆料，并加入分散剂和粘结剂得到预混浆料，接着将预混浆料搅拌均匀，得到固相颗粒分散均匀的悬浮浆料，向悬浮浆料中加入催化剂和引发剂，并使悬浮浆料完全凝固得到材料坯；

(5)高温热处理：将材料坯置于真空脱脂炉中进行保温处理，去除材料坯内部具有定向孔隙的有机物，得到基体材料，然后进行化学气相沉积处理，使碳化硅的表面形成硅薄膜；

(6)浇注成型：将经过熔化处理的基体材料中浇入模具型腔中，并加入固化剂，加压并保压，保压结束后打开模具，即可制得陶瓷基复合材料。

优选的，所述步骤(1)中，原料中碳化硅、氮化硅和氧化铝为陶瓷颗粒和陶瓷纤维，其中陶瓷颗粒的粒径为0.1～1mm，陶瓷纤维的长度为0.1～2mm。

优选的，所述步骤(2)中，真空烘干时的烘干温度设置为160～200℃，且真空烘干时间为3～5h。