[发明专利]一种纤维增韧陶瓷基复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种纤维增韧陶瓷基复合材料，其特征在于包括：陶瓷材料基体、界面层以及纤维；所述界面层包括RE_xB_yC_z材料层，其中RE为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的任意一种或两种以上的组合，x＝1～10，y＝1～20，z＝1～20。

2.根据权利要求1所述的纤维增韧陶瓷基复合材料，其特征在于：所述RE_xB_yC_z材料层中的RE_xB_yC_z材料包括REBC相、REB₂C相、REB₂C₂相中的任意一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的纤维增韧陶瓷基复合材料，其特征在于：所述界面层由多个RE_xB_yC_z材料层交替层叠形成，且所述复数个RE_xB_yC_z材料层至少包含一种RE_xB_yC_z材料。

4.根据权利要求1所述的纤维增韧陶瓷基复合材料，其特征在于：所述陶瓷材料基体与纤维之间设置有一个以上的掺杂相层与RE_xB_yC_z材料层；

优选的，所述掺杂相层与RE_xB_yC_z材料层交替层叠设置；优选的，所述掺杂相层的材料包括RE-B、RE-C、PyC、MAX相、BN、SiC中的任意一种或者两种以上的组合。

5.根据权利要求1所述的纤维增韧陶瓷基复合材料，其特征在于：所述界面层的厚度为5nm～100μm，优选为20nm～5μm；

和/或，所述纤维增韧陶瓷基复合材料中纤维的体积分数为1～95％，优选为5～70％，尤其优选为10～60％。

6.根据权利要求1所述的纤维增韧陶瓷基复合材料，其特征在于：所述纤维包括碳纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、硅氧碳纤维、碳化硅晶须、氧化铝纤维、石英纤维、莫来石纤维、玄武岩纤维、硅酸盐纤维、铝酸盐纤维中的任意一种或两种以上的组合；

和/或，所述陶瓷材料基体包括碳化硅、碳化硼、碳化锆、碳化钛、碳化钽、碳化铪、碳化钨、氮化硅、氮化硼、硼化锆、硼化铪、硼化钛、硼化钽、氧化铝、氧化锆、氧化铪、莫来石中的任意一种或两种以上的组合。

7.如权利要求1-6中任一项所述纤维增韧陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于包括：

至少采用熔盐法、物理气相沉积法、固相反应法、化学气相沉积法、先驱体转化法、原位反应烧结法、化学共沉淀法中的任一种方法在纤维的表面制备界面层；

以及，至少采用先驱体转化法、化学气相渗透法、固相法、熔体渗透法、纳米浆料浸渍共晶转化法、溶胶凝胶法、电泳沉积法、化学共沉淀法中的任一种方法在所述界面层表面制备陶瓷材料基体，从而形成所述纤维增韧陶瓷基复合材料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于具体包括：对纤维进行预处理，得到纤维预制体，之后于所述纤维预制体表面沉积形成所述界面层；

和/或，所述制备方法具体包括：将纤维进行编织和/或缠绕形成纤维布，再于所述纤维布表面沉积形成所述界面层，之后将所述纤维布进行预处理使纤维布形成纤维预制体；

优选的，所述编织采用的方式包括2D编织、2.5D编织、3D编织、4D编织中的任意一种。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于还包括：在沉积所述界面层前，先在纤维表面沉积掺杂相层。

10.权利要求1-6中任一项所述纤维增韧陶瓷基复合材料于航空航天、核能、半导体、电磁吸收或屏蔽、中子吸收或屏蔽、放射化学或放射医学领域中的用途。