[发明专利]三维编织含界面相的氧化铝纤维增强氧化物陶瓷基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.三维编织含界面相的氧化铝纤维增强氧化物陶瓷基复合材料及其制备方法，其特征如下：

该方法操作步骤如下：

(1)氧化铝纤维复合氧化物粉体的三维预制体的制备

将氧化物粉体溶于乙醇中，氧化物粉体所占质量分数为45-55％，放入行星球磨机中球磨6-24小时得到氧化物粉体浆料；氧化铝纤维放入在氧化浆料中，进行真空浸渍；浸渍完成后将纤维在烘箱中进行去溶剂，热处理温度为80-200℃，时间为2-3小时，得到复合有氧化物粉体的氧化铝纤维。将复合有氧化物粉体的氧化铝纤维编织成三维结构复合氧化物粉体的三维预制体；

(2)三维预制体YSZ界面的制备

将三维预制体置于聚锆钇氧烷有机物前驱体中真空及压力浸渍；浸渍完成后将三维预制体置于真空烘箱中进行除溶剂处理，聚锆钇氧烷有机物前驱体在纤维织物表面固化后在马弗炉中进行高温热解，热解工艺为600℃-900℃，将三维预制体重复上述前驱体浸渍-固化-热解工艺1-5次，直到氧化铝纤维织物表面获得500-1000nm厚度的YSZ界面，然后，再进行一次前驱体浸渍-固化工艺；

(3)复合材料基体的制备

以氧化物有机聚合物为前驱体溶液，采用先驱体浸渍热解技术在上述三维预制体中原位生成氧化物基体。将上述纤维预制体浸渍到固含量为40-60wt％的氧化物有机聚合物先驱体溶液中进行真空及压力浸渍；随后将浸渍好的预制件放入真空烘箱中进行固化，固化温度150-250℃，时间2-10h；将固化好的预制件放入高温热解炉中进行热解，真空热解加通氩气保护，热解温度500-900℃，保温时间1-3h；重复浸渍-固化-裂解过程直至浸渍干燥后复合材料增重≤1％，制得基体致密的复合材料坯体；

(4)复合材料坯体的烧结

将上述步骤制备的基体致密的复合材料坯体放在高温炉中进行烧结处理，烧结温度为1100-1300℃，保温时间为1-5h，最后获得三维编织氧化铝纤维增强氧化物陶瓷基复合材料。

2.根据权利要求1所述的三维编织含有界面的氧化铝纤维增强氧化物陶瓷基复合材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤(1)所述的氧化物粉末主要有氧化铝和莫来石粉末中的一种或两种混合，所述氧化物粉体粒径为100-1000nm，所述氧化物粉体占氧化铝纤维复合氧化物粉体的三维预制体的质量分数为6-20％。

3.根据权利要求1所述的三维编织含有界面的氧化铝纤维增强氧化物陶瓷基复合材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的氧化铝纤维织物为三维整体编织物，其三维结构为单向铺层结构、2.5D浅交直联结构和三维四向结构中的一种。所述氧化铝三维预制体体积含量的30-60％。

4.根据权利要求1所述的三维编织含有界面的氧化铝纤维增强氧化物陶瓷基复合材料及其制备方法，其特征在于，氧化物有机聚合物前驱体溶液为聚铝氧烷和聚铝硅氧烷中的一种或两种的混合物。