[发明专利]一种三维碳纤维预制体界面涂层制备方法

摘要

一种三维碳纤维预制体界面涂层制备方法，步骤为：(1)将聚硅氮烷、催化剂和溶剂混合，制成浸渍液；(2)将三维碳纤维预制体放入可抽真空和加压的浸渍装置中，使三维碳纤维预制体完全浸没于浸渍液中；(3)将含有浸渍液的三维碳纤维预制体在常压或真空中升温加热，烘干除去溶剂；(4)将烘干后的三维碳纤维预制体在含有水蒸气的气氛中升温加热，或者使用紫外光照射三维碳纤维预制体，使聚硅氮烷转变为陶瓷。本发明方法能在增强体碳纤维的表面形成致密陶瓷界面涂层，不仅可以改善制备过程碳纤维增强体与陶瓷基体的浸润性，还可以提高陶瓷基复合材料的抗氧化性能。 1

主权项

1.一种三维碳纤维预制体界面涂层制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将聚硅氮烷、催化剂和溶剂混合制成浸渍液，聚硅氮烷与催化剂用量的质量比为1:(0.0001～0.1)，溶剂的加入量为浸渍液最终总质量的50～99wt％；所述的催化剂为胺类有机物、过氧化物或含铂催化剂，所述的溶剂为对聚硅氮烷为惰性的有机非质子溶剂，不含水以及任何反应性官能团；(2)将三维碳纤维预制体放入可抽真空和加压的浸渍装置中，抽真空至真空度≤100Pa，再向浸渍管内通入压力为0.2～5MPa的浸渍液，保持10～60分钟，使浸渍液在压力作用下进入预制体的孔隙内，然后恢复释放压力至常压，使三维碳纤维预制体完全浸没于浸渍液中；(3)将步骤(2)得到的含有浸渍液的三维碳纤维预制体在常压或真空中升温至40～80℃，加热2～12小时，烘干除去溶剂；(4)将烘干后的三维碳纤维预制体在含有水蒸气的气氛中升温至100～400℃并加热1～10小时，或者使用180～240nm波长的紫外光照射三维碳纤维预制体，使聚硅氮烷转变为陶瓷；所述的催化剂为三乙胺、三乙醇胺、N‑杂环化合物、过氧化氢、过氧化二异丙苯、氯铂酸、或者四(三苯基磷)铂；所述的三维碳纤维预制体包括短纤维成型的各类碳纤维毡和连续纤维编织的各类立体织物，碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维中的一种；所述步骤(4)中的水蒸气的浓度为1000～4000ppm。