[发明专利]复合结构预存应力筋增强陶瓷基复合材料及其制造方法

摘要

本发明公开了一种复合结构预存应力筋增强陶瓷基复合材料及其制造方法。通过化学气相浸渗法(CVI)，将纤维束筋与纤维编织成预制体或者单独使用纤维束筋，制成纤维增强陶瓷基复合材料粗胚，然后通过对粗胚进行磨削或者钻孔的方法，解除纤维筋自身的端部锚固，给陶瓷基体施加预压应力。随后进行1500℃～1600℃负压高温熔融浸硅填充外管与芯棒的间隙，使芯棒参与受力，最后制成成品。本发明利用纤维束筋布筋的灵活性和简便性，按主拉应力迹线进行布筋，更好地改善结构陶瓷的受力性能，增加陶瓷复合材料的韧性和强度，解决了连续纤维增强陶瓷基复合材料基体过早开裂的问题。本发明中的纤维束筋突出特点是其适用于多种陶瓷制备工艺。

主权项

一种复合结构预存应力筋增强陶瓷基复合材料，其特征是：采用如下方法制成：由纤维束筋与纤维编织或者针刺成预制体或者单独使用纤维束筋编织成预制体，预制体的编织时使纤维束筋的至少其中的一端处在便于切削和预应力释放的位置，通过化学气相浸渗法，制成陶瓷基复合材料粗胚，或采用先驱体转化工艺、热压烧结工艺、化学气相浸渗法，或者这三种工艺联合使用，然后通过对陶瓷基复合材料粗胚进行磨削或者钻孔的方法，解除纤维束筋自身的端部锚固，纤维束筋与基体的界面粘结作用给陶瓷基体施加预压应力；随后进行1500℃～1600℃负压高温熔融浸硅填充外管与芯棒的间隙，或者采用可碳化的热固性树脂填充外管与芯棒的间隙，使芯棒参与受力，最后制成成品；或者将芯棒取出，再采用化学气相沉积法或者负压高温熔融浸硅堵孔，然后成型。