[发明专利]一种氮化物纤维增强复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氮化物纤维增强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)采用氮化硅纤维通过编织得到预制体；

(2)利用包含硼酸和尿素的浸渍液对所述预制体进行浸渍干燥处理，得到浸渍预制体；然后对所述浸渍预制体依次进行氮化处理和热处理，得到表面具有氮化硼界面层的纤维预制体；

(3)通过氮化物前驱体对所述具有氮化硼界面层的纤维预制体进行浸渍，然后依次进行交联固化和裂解；

(4)重复步骤(3)至少一次得到所述氮化物纤维增强复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：

所述预制体的纤维体积含量为30％～50％；

所述编织为三维编织。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中：

所述浸渍液中所述硼酸和所述尿素的摩尔质量比为(0.2～2):1；

所述浸渍液中还包括溶剂；其中，所述溶剂为包含0wt％～30wt％甲醇的水溶液或包含0wt％～30wt％乙醇的水溶液；和/或

所述浸渍干燥处理的次数为3～9次；所述浸渍干燥的干燥温度为40℃～100℃，干燥时间为2h～4h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中：

所述氮化处理采用的气氛为氨气；

所述氮化处理的温度为800℃～1200℃；

所述氮化处理的保温时间为3h～9h。

5.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中：

所述热处理采用的气氛为氮气；

所述热处理的温度为1200℃～1800℃；

所述热处理的保温时间为0.5h～3h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中：

所述氮化物前驱体为硅硼氮前驱体；

优选地，所述硅硼氮前驱体为聚硅硼氮烷类聚合物陶瓷前驱体；

优选地，所述浸渍为真空吸注方法浸渍。

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：

所述交联固化的温度为100℃～300℃；所述交联固化的时间为5h～20h；和/或

所述裂解的温度为400℃～1000℃；所述裂解的时间为3h～9h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

在步骤(4)中，重复步骤(3)的次数为3～6次。

9.根据权利要求1至8任一所述的制备方法制备得到的氮化物纤维增强复合材料，其特征在于：

优选地，所述氮化物纤维增强复合材料的密度为1.74g/cm³～1.76g/cm³；

优选地，所述氮化物纤维增强复合材料的拉伸强度为46MPa～60MPa。

10.根据权利要求9所述的氮化物纤维增强复合材料在飞行器透波系统中的应用。