[发明专利]一种具有HfB2界面的Cf/SiC复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种具有HfB2界面的Cf/SiC复合材料的制备方法，包括：碳纤维表面活化处理，界面相的制备，多孔纤维预制体的制备，碳化硅基体的制备；其特征在于，碳化硅基体填充在纤维预制体中，形成碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料，而界面层包裹在复合材料中碳纤维的表面。本发明在碳纤维表面制得耐高温抗氧化HfB2界面相，保留了碳纤维原有力学性能，提高了碳纤维高温抗氧化性。本发明解决了传统碳化硅陶瓷基复合材料制备方法制备周期长，Cf/SiC复合材料中增韧相碳纤维与碳化硅基体界面相容性以及碳纤维在高温氧化性的使用环境下容易发生氧化反应的技术问题。

主权项

1.一种具有HfB₂界面的Cf/SiC复合材料的制备方法，所述方法为先驱体溶液浸渍裂解法，包括：碳纤维表面活化处理，界面相的制备，多孔纤维预制体的制备，碳化硅基体的制备；其特征在于，碳化硅基体填充在HfB₂‑SiBNC基多孔纤维预制体中，形成碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料，而界面层包裹在碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料中碳纤维的表面，包括如下步骤：(1)将碳纤维置于管式炉内450℃下保温30～40分钟进行脱胶处理，将除胶后的碳纤维置于浓硝酸中浸泡刻蚀60～100分钟，然后用去离子水洗净碳纤维表面残留液，经干燥后得到表面活化处理后的碳纤维；(2)采用先驱体浸渍裂解法，将上述(1)中干燥后的碳纤维超声浸渍于HfB₂界面相低浓度先驱体溶液中，在碳纤维表面制备HfB₂界面相涂层，经先驱体高温裂解工艺得到具有HfB₂界面相涂层的碳纤维预制体；(3)将SiBNC纳米陶瓷粉末均匀分散于高浓度HfB₂先驱体溶液中，制备HfB₂‑SiBNC基体先驱体溶液，将上述(2)得到的碳纤维预制体超声浸渍于HfB₂‑SiBNC基体先驱体溶液中，原位填充一次HfB₂‑SiBNC基体，经先驱体高温裂解工艺得到HfB₂‑SiBNC基多孔纤维预制体；(4)将上述(3)得到的HfB₂‑SiBNC基多孔纤维预制体浸渍于聚碳硅烷的二乙烯基苯先驱体溶液中，在制备好的HfB₂‑SiBNC基多孔纤维预制体中原位填充碳化硅基体，经多次先驱体浸渍‑裂解工艺得到致密的具有HfB₂界面的Cf/SiC复合材料。