[发明专利]具有高断裂功的三维碳纤维增韧超高温陶瓷基复合材料的制备方法

摘要

具有高断裂功的三维碳纤维增韧超高温陶瓷基复合材料的制备方法，本发明属于无机非金属材料领域，它为了解决目前制备方法所获得的三维碳纤维增韧超高温陶瓷基复合材料陶瓷组分含量较低、断裂功较低的问题。制备方法：一、在三维碳纤维编织体表面沉积裂解碳涂层；二、将超高温陶瓷粉体与无水乙醇以及聚丙烯酸混合，得到超高温陶瓷浆料；三、通过注浆装置将陶瓷浆料注入三维碳纤维编织体内部，待注入出现阻力时，再施加超声振动，反复振动辅助注浆过程多次；四、进行振动辅助真空浸渍过程多次；五、模压后进行放电等离子烧结。本发明所制备的三维碳纤维增韧超高温陶瓷基复合材料本征脆性得到了明显的优化，断裂功高达～1200J/m2。

主权项

1.具有高断裂功的三维碳纤维增韧超高温陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤实现：一、将三维碳纤维编织体置于石墨模具中，然后放入沉积炉中，以丙烯和四氯化碳的混合气体作为气源，控制沉积温度为950～970℃，沉积炉内压力为280～320Pa，进行气相沉积，冷却至室温，得到沉积有裂解碳涂层的三维碳纤维编织体；二、将超高温陶瓷粉体与无水乙醇以及聚丙烯酸混合装入球磨罐，其中超高温陶瓷粉体的固相含量为35～45vol％，聚丙烯酸占超高温陶瓷粉体质量的1％～2％，然后将球磨罐置于行星球磨机中球磨处理，得到超高温陶瓷浆料；三、通过注浆装置将超高温陶瓷浆料注入沉积有裂解碳涂层的三维碳纤维编织体内部，待注入出现阻力时，再转移至装有超高温陶瓷浆料的反应器中，施加超声振动，随后继续进行注浆，完成一次振动辅助注浆过程，反复振动辅助注浆过程多次，得到振动辅助注浆后的坯体；四、将超高温陶瓷浆料和振动辅助注浆后的坯体放入反应器中，超高温陶瓷浆料浸没振动辅助注浆后的坯体，反应器放入真空浸渍桶中，在真空环境下浸渍处理，再对反应器进行超声振动，完成一次振动辅助真空浸渍过程，反复振动辅助真空浸渍过程多次，得到高含量陶瓷浆料的三维碳纤维编织体；五、通过液压机对高含量陶瓷浆料的三维碳纤维编织体进行模压，干燥处理后在Ar气保护气氛下进行放电等离子烧结，得到三维碳纤维增韧超高温陶瓷基复合材料。