[发明专利]三维机织结构纤维增强陶瓷基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种三维机织结构纤维增强陶瓷基复合材料的制备方法，包括：(1)将陶瓷粉体加入去离子水中，加入粘结剂，分散剂，搅拌球磨，得浆料；(2)完成穿结经后，使用浆料对纤维纱线进行预处理，引纬，并在梭口处沿织物的经纱、纬纱或捆绑纱方向插入“留隙管”，打纬-换综-打纬-卷绕，完成一纬的织造；得到预制件；干燥；(3)将烘干的预制件中的“留隙管”抽出，利用真空辅助转移法(VARTM)使上述浆料浸渗预制件，干燥；再进行3-4次VARTM过程；(4)热压烧结。本发明的制备方法简单、适用广泛、生产周期短、生产效率高、生产成本低，且得到的复合材料具有三维机织结构层间剪切度高、整体性好、可靠性高的优点。

主权项

一种三维机织结构纤维增强陶瓷基复合材料的制备方法，包括：(1)将陶瓷粉体加入去离子水溶剂中，再加入粘结剂，分散剂，搅拌球磨3-5h，得运动粘度为100～150mm2/s的浆料；(2)在三维织机上完成上纱和穿结经后，在引纬前，使用上述浆料对纤维纱线进行预处理，预处理后，引纬，并在梭口处沿织物的经纱、纬纱或捆绑纱方向插入“留隙管”，打纬-换综-打纬-卷绕，完成一纬的织造；此过程中“留隙管”应保存于织物中，不可抽出；重复上述过程，得到预制件；将预制件在80-100℃干燥10～30min；所述“留隙管”为表面光滑、直径3-6.5mm的不溶于陶瓷浆料溶液的导管；(3)将上述烘干的预制件中的“留隙管”抽出，利用真空辅助转移法(VARTM)使上述浆料通过管状空隙从预制件的一端缓慢流至另一端，注入、充填直至完全浸渗预制件，然后置于80-100℃干燥10～30min；再进行3-4次VARTM的过程；(4)在惰性气体环境中，将经过步骤(3)处理的预制件在1250～1500℃、20～50MPa载荷下热压烧结0.5～1h，自然冷却，即得三维机织结构纤维增强陶瓷基复合材料；所述陶瓷粉体为60～85vol.％，三维正交织物为15～40vol.％，粘结剂为0～2vol.％。