[发明专利]一种单向直通多孔碳化硅-硅陶瓷材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种单向多孔碳化硅-硅陶瓷材料的制备方法，属于陶瓷滤芯材料技术领域。制备方法具体包括以下步骤：（1）配制碳纤维缠绕胶液；（2）缠绕碳纤维；（3）将缠绕完的碳纤维固化，得到碳纤维预制件；（4）将碳纤维预制件进行高温碳化制得碳纤维增强碳基体胚体（C/C胚体）；（5）将C/C胚体进行渗硅反应制得碳-碳化硅-硅复合材料；（6）将碳-碳化硅-硅复合材料进行氧化处理制得单向多孔碳化硅-硅陶瓷材料。本发明是以C/C复合材料通过高温液相渗硅制备的具有碳纤维结果的预制体，通过将碳纤维氧化烧掉后形成单向多孔结构，最终得到单向多孔碳化硅-硅陶瓷材料，平均孔径在1~5μm且孔径分布均匀。

主权项

一种单向多孔碳化硅‑硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）配制胶液：将碳前驱体溶解于乙醇中，配制成质量浓度为10~100%的胶液；（2）缠绕碳纤维：将碳纤维缠绕在模具上，边缠绕边刷上步骤（1）配制的胶液，缠绕到厚度为0.5~50 cm；（3）胶液固化：将步骤（2）得到的碳纤维缠绕件置于炉体中，以0.1~10 ℃/min的升温速率升温至70~100 ℃，保温0.5~6 h，使其缓慢固化；而后以0.1~10 ℃/min的升温速率继续升温至160~250 ℃，保温0.5~6 h，使其完全交联固化，冷却至室温后得到碳纤维预制件；（4）高温碳化：将步骤（3）得到的碳纤维预制件在惰性气氛保护下，以1~10 ℃/min的升温速率升温到1300~1700 ℃，保温时间为0.5~5 h，进行碳化；而后冷却到室温，得到碳/碳坯体；（5）渗硅反应：将步骤（4）得到的碳/碳坯体垂直于碳纤维方向切块，得到一定长度的胚体，并对其边沿进行修理；而后进行高温液相渗硅，制得碳‑碳化硅‑硅复合材料；（6）氧化处理：将步骤（5）得到的碳‑碳化硅‑硅复合材料各个面进行打磨，将未反应的碳纤维暴露出来，而后将其置于炉体中，进行氧化处理，将剩余的碳氧化掉，经超声清洗后，形成通孔，即制得单向多孔碳化硅‑硅陶瓷材料。