[发明专利]一种超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备方法，通过采用化学液相气化沉积工艺技术，使得超高温陶瓷前驱体溶液在高温下反应，生成陶瓷和热解碳，并沉积在碳纤维预制体中，最后再进行热处理，从而得到超高温陶瓷改性C/C复合材料。本发明的创新性在于采用化学液相气化沉积工艺，制备出超高温陶瓷改性C/C复合材料，克服了传统工艺方法生产周期长，对纤维具有一定损伤等问题，实现了在短时间内制备出均匀分布的超高温陶瓷改性C/C复合材料。本方法中，前驱体的成分比例、化学液相气化沉积工艺参数和热处理过程对实验结果的影响很大。通过调节实验参数，可以在C/C复合材料中得到分布均匀的超高温陶瓷，对于提升C/C复合材料抗氧化、抗烧蚀性能十分有利。

主权项

一种超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：采用无水乙醇超声清洗碳纤维预制体或低密度C/C复合材料，并在烘箱干燥；将有机陶瓷前驱体溶解在有机溶剂中，配成前驱体溶液，其中：5％～35％的有机陶瓷前驱体和65％～95％的有机溶剂；步骤2：将步骤1处理过的碳纤维预制体或低密度C/C复合材料放置于液相炉中，将前驱体溶液倒入炉内，然后采用化学液相气化沉积工艺进行沉积：由室温升至900℃～1200℃，沉积时间为12～48h，随后由900℃～1200℃逐渐降至600℃，沉积完成；步骤3：将沉积完成的碳纤维预制体或低密度C/C复合材料放入等温炉中进行热处理，由室温升至1700℃～2500℃，保温时间为2～6h，随后由1700℃～2500℃降至到1000℃，关闭电源，自然冷却；整个热处理过程中一直通入高纯氩气，氩气流速为50cm3/min，炉内压力为1atm；所述碳纤维预制体的密度为0.2～0.6g/cm3，低密度C/C复合材料的密度为0.7～1.3g/cm3；所述的有机陶瓷前驱体为有机锆前驱体、有机铪前驱体、有机钽前驱体或有机硅前驱体的一种或几种；所述的有机溶剂为二甲苯、甲苯、环己烷或煤油中的一种；所述步骤2化学液相气化沉积过程的升温速率为20℃/min；所述步骤3热处理过程升温速率为2℃/min。