[发明专利]一种多元固溶体改性碳纤维增韧陶瓷基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多元固溶体改性碳纤维增韧陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

对(Zr_0.25Hf_0.25Nb_0.25Ta_0.25)C前驱体的高温裂解后的产物进行研磨，得到一定粒径的(Zr_0.25Hf_0.25Nb_0.25Ta_0.25)C粉体；

将碳纤维布和(Zr_0.25Hf_0.25Nb_0.25Ta_0.25)C粉体进行交替铺层，编织碳纤维预制体；

利用硼酸酯改性的聚碳硅烷前驱体溶液对碳纤维预制体进行真空浸渍和压力浸渍；

对浸渍后的陶瓷基复合材料进行固化、高温裂解，制备多元固溶体(Zr_0.25Hf_0.25Nb_0.25Ta_0.25)C粉体与SiC协同改性的陶瓷基体，实现多元固溶体与碳化硅协同改性碳纤维增韧陶瓷基复合材料的制备。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述高温裂解是将(Zr_0.25Hf_0.25Nb_0.25Ta_0.25)C前驱体在真空环境下裂解一定时间得到(Zr_0.25Hf_0.25Nb_0.25Ta_0.25)C粉体，粉体粒径为200nm～1μm，裂解温度为1000～1800℃，裂解时间为0.5～5h，真空度为1～1000Pa。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在(Zr_0.25Hf_0.25Nb_0.25Ta_0.25)C粉体和碳纤维布的铺层过程中，控制碳纤维和(Zr_0.25Hf_0.25Nb_0.25Ta_0.25)C粉体的质量比为1:0.5～1:1.5。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述真空浸渍的浸渍时间为0.5-5h，真空度为1-5000Pa。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述压力浸渍的浸渍时间为0.5-5h，压力为0.5-4MPa。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述对浸渍后的陶瓷基复合材料进行固化、高温裂解，固化压力为0.5-5MPa，固化温度为100-350℃。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述对浸渍后的陶瓷基复合材料进行固化、高温裂解，裂解温度为1000-1600℃，裂解时间为0.5-5h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述(Zr_0.25Hf_0.25Nb_0.25Ta_0.25)C前驱体是由Zr、Hf、Nb、Ta的金属醇盐、乙酰丙酮、烯丙基硼酚醛配制而成，所述金属醇盐为C3～C5的醇与相应金属氯化物缩合而成。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硼酸酯改性的聚碳硅烷前驱体的制备方法是：将硼酸与丙三醇反应生成硼酸酯，随后将硼酸酯、聚碳硅烷溶液、二甲苯以质量比0.5:1:1混合并搅拌均匀。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的方法制备的多元固溶体改性碳纤维增韧陶瓷基复合材料。