[发明专利]一种炭纤维材料表面六方氮化硼涂层的制备方法

摘要

本发明公开了一种炭纤维材料表面六方氮化硼涂层的制备方法，该方法为：首先对炭纤维材料进行表面预处理，再以由熔融的硼酸和尿素混合形成的混合液作为液态前驱体，硼酸和尿素分别为六方氮化硼的硼源和氮源，将表面预处理后的炭纤维材料浸渍于液态前驱体中，并过冷结晶，最后在氮气气氛炉中热处理得到表面具有六方氮化硼涂层的炭纤维。本发明在炭纤维材料表面制备的六方氮化硼涂层，不影响炭纤维材料的强度和韧性，该方法具有工艺简单、成本低、涂层致密、结合牢靠等优势，并且对炭纤维丝束、炭布以及纤维预制体等均为适用，在工程实际中具有显著的应用潜质。

主权项

1.一种炭纤维材料表面六方氮化硼涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、炭纤维材料表面预处理：将炭纤维材料置于丙酮中去除炭纤维材料表面的环氧有机物，然后超声处理后采用蒸馏水清洗多次，再置于真空干燥箱中干燥，最后置于马弗炉中对炭纤维材料进行表面活化处理；步骤二、前驱体制备：采用硼酸作为六方氮化硼涂层的硼源、尿素作为涂层的氮源，将硼酸和尿素混合均匀后置于温度为150℃～180℃的真空干燥箱内加热熔化，并搅拌10min～30min，得到均匀的液态前驱体；所述硼酸和尿素的质量比为1：(2～4)；步骤三、浸渍处理：将步骤一中经表面活化处理后的炭纤维材料浸入步骤二中得到的液态前驱体中，在温度为150℃～180℃的真空条件下浸渍10min～30min，沥干后迅速将炭纤维材料取出并置于冷藏箱内过冷处理10min～30min，前驱体结晶在炭纤维材料表面，得到表面附着有晶态前驱体的炭纤维材料；步骤四、热处理过程：将步骤三中表面附着有晶态前驱体的炭纤维材料置于烧结炉中，在氮气压力为0.2MPa～0.4MPa的氮气气氛保护下、温度为500℃～600℃的条件下保温3h～6h，在炭纤维材料表面得到非晶氮化硼涂层，然后在常压氮气气氛保护下、温度为1000℃～1200℃的条件下热处理1h～4h，得到表面具有六方氮化硼涂层的炭纤维材料。