[发明专利]一种复杂结构高韧性SiC基复合材料零件的快速制造方法

摘要

本发明属于SiC基复合材料领域，具体涉及一种复杂结构高韧性SiC基复合材料零件的快速制造方法。所述制造方法为：将N源和B源与碳纤维粉末混合后制备BN包覆碳纤维复合粉末；加入酚醛树脂制备酚醛树脂/BN-双包覆碳纤维复合粉末；利用SLS快速成形技术制备复杂结构零件坯件；对坯件内的酚醛树脂进行热解处理，得到C_f/C预制件；对预制件进行渗硅蒸气处理，得到C_f/SiC复合材料零件。本发明利用酚醛树脂/BN-双包覆碳纤维复合粉末解决了碳纤维在GSI过程中易受到高温气相硅损害的问题；利用SLS技术可成形高精度复杂结构坯件，结合GSI工艺完成致密化，缩短生产周期，快速制造出复杂结构高韧性SiC基复合材料零件。

主权项

一种复杂结构高韧性SiC基复合材料零件的快速制造方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将N源和B源混合、充分研磨后，加入碳纤维粉末，湿磨混料、烘干；将混合料置于氢气炉内高温煅烧，再经干磨、过筛后，得到BN紧密包覆在碳纤维表面的BN‑碳纤维复合粉末；（2） 将BN‑碳纤维复合粉末和酚醛树脂按1：5~1：15的质量比混合，加入的无水乙醇，升温至60～70℃搅拌均匀后，加热至80～90℃并保温0.5～1 h，然后冷却至室温，得到混合料，混合料经烘干、过筛后，得到酚醛树脂紧密包覆在BN‑碳纤维复合粉末表面的酚醛树脂/BN‑双包覆碳纤维复合粉末；（3）在计算机上对复杂结构零件进行三维数字化建模，将三维数字化建模输入到SLS成型机，以酚醛树脂/BN‑双包覆碳纤维复合粉末为原料，利用SLS快速成形工艺进行粉末烧结成型，制备得到复杂结构零件坯件；（4）将复杂结构零件坯件放入N₂保护烧结装置中，对坯件内的的酚醛树脂进行热解处理，形成碳骨架，得到C_f/C预制件；将C_f/C预制件放入气相渗硅炉中，对C_f/C预制件进行渗硅蒸气处理，处理结束后，得到C_f/SiC复杂结构零件。