[发明专利]一种SiC/SiC复合材料闪烧快速致密化的方法

权利要求书

1.一种SiC/SiC复合材料闪烧快速致密化的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将亚微米碳化硅复合粉体和具有热解碳界面的短切碳化硅纤维按照一定比例混合，经过球磨、干燥、造粒、研磨、过筛得到混合均匀的闪烧配方，球磨时长为20～30h；

(2)将步骤(1)得到的混合料置于模具中压制成型，得到碳化硅生坯，压力为100～200MPa，保压时间为60s；

(3)用石墨毡包裹住步骤(2)得到的碳化硅生坯，将生坯与电路串联后置于闪烧设备中，生坯在电场方向的长度为5～20cm，采用闪烧工艺烧结生坯，降温后得到致密的SiC/SiC复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种SiC/SiC复合材料闪烧快速致密化的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的闪烧配方中短切碳化硅纤维包括SiC纳米线、SiC短切纤维中的一种，碳化硅增强相的质量分数为1％～3％；所述的闪烧配方中亚微米碳化硅复合粉体是采用机械混合法将SiC粉、Al₂O₃粉、SiN粉均匀混合，在SiC粉体表面均匀形成赛隆晶界，粉体尺寸为50～800nm，Al₂O₃粉质量分数为5％～25％，SiN粉为2％～8％；所述的闪烧配方中造粒所用的粘结剂为酸性磷酸铝(AlPO₄)粘结剂，其P∶Al(原子比)＝23∶1，质量分数为3％～5％。

3.根据权利要求1所述的一种SiC/SiC复合材料闪烧快速致密化的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的闪烧工艺包括：将生坯与电路串联后置于闪烧设备中，抽真空至-0.1MPa，炉温升温至150～200℃后通入氩气；将生坯加热至预设恒定温度后施加恒定电场，直至出现“闪烧现象”；之后炉温保持在闪烧烧结温度，向样品施加特定电压，直至限制电流，电源的控制模式从电压控制迅速转为电流控制；关闭闪烧设备，降温方式为随炉降温。

4.根据权利要求3所述的生坯在电场方向的长度为5～20cm，所述氩气的流量稳定在40～60mL/min；所述预设恒定温度为300～900℃，升温速率为5～20℃/min；所述的预设恒定电场强度为20～600V/cm；所述的电流控制状态的电流密度为15～500mA/mm，限制电流为10～15A；所述的降温速率为5～20℃/min。