[发明专利]一种电泳沉积CNTs增强陶瓷基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种电泳沉积CNTs增强陶瓷基复合材料的制备方法，电泳沉积法结合化学气相渗透工艺，使CNTs均匀的引入到连续纤维预制体中，能充分发挥CNTs的使裂纹偏转、拔出和桥接作用，有效提高复合材料的强韧性。与连续纤维增强的碳化硅陶瓷基(C/SiC)复合材料弯曲强度299.7MPa和剪切强度25.7MPa相比，其弯曲强度最高提高到146％，而剪切强度最大提高到262％。该方法不仅能减少高温和催化剂对增强体的损伤，而且能使得CNTs在预制体纤维上的均匀分散性，能充分发挥微米和纳米协同增强作用，提高C/SiC复合材料的强韧性。

主权项

一种电泳沉积CNTs增强陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：以多壁碳纳米管为溶质，曲拉通为分散剂，去离子水为溶剂，按照1:10:2000的质量分数比配制CNTs水性溶液；步骤2：用超声波材料乳化分散器超声分散溶液，得到均匀分散的CNTs溶液；步骤3：采用化学气相沉积法CVD在2D碳纤维布上沉积热解碳界面层，工艺条件为：沉积温度800～900℃，压力0.2～0.4kPa，通入丙烯和Ar气，沉积时间40～60h；步骤4：用电泳沉积法在步骤2中获得的沉积有热解碳层的2D碳纤维布上沉积CNTs，然后取出碳纤维布，自然干燥；步骤5：将若干张步骤4制备的2D碳纤维布进行叠层，用两块多孔的定型石墨模板将上述碳纤维布叠层夹紧，采用接力式针刺方法将模板与中间的叠层碳布缝合，制成沉积用的CNTs的纤维预制体；步骤6：在步骤5得到的纤维预制体上采用CVI沉积SiC基体，工艺条件如下：三氯甲基硅烷为源物质，氩气为稀释气体，氢气为载气；所述氢气和三氯甲基硅烷的摩尔比为10:1，沉积温度为1000～1100℃，沉积时间120h；步骤7：拆模后重复步骤6，进一步致密CNT‑C/SiC复合材料，然后对材料表面进行打磨，减少闭气孔；步骤8：再一次重复步骤6，得到CNTs和连续碳纤维协同强化的SiC基复合材料。