[發明專利]一種具有仿生結構C/SiC多孔復合陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201510230169.0
• 申請日: 2015-05-07
• 公開（公告）號: CN104876621B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 李翠艷;歐陽海波;黃劍鋒;曹麗云;費杰;孔新剛;殷立雄
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

1.一種具有仿生結構C/SiC多孔復合陶瓷的制備方法，其特征在于：該C/SiC多孔復合陶瓷以碳纖維作為骨架，以SiC微球模擬生物體中的微突，以SiC納米線模擬生物體中納米絨毛，構建一個具有仿生結構的C/SiC多孔復合陶瓷；具體方法為：具有仿生結構C/SiC多孔復合陶瓷以碳纖維為骨架，采用微波水熱法在碳纖維表面沉積碳微球，以構建碳纖維網絡骨架，接著，利用碳熱還原反應在碳纖維表面形成SiC微突，接著，在SiC微突表面形成SiC納米絨毛，從而構建了具有仿生結構C/SiC多孔復合陶瓷；所述SiC微突是利用碳熱還原反應使碳纖維表面碳微球與氣相SiO反應生成SiC，并遺傳碳微球微觀結構，在碳纖維表面形成SiC微突；所述SiC納米絨毛是利用氣相SiO與CO反應在SiC微突表面而形成。

2.根據權利要求1所述的一種具有仿生結構C/SiC多孔復合陶瓷的制備方法，其特征在于：所述碳纖維表面的碳微球的形成方法為：以碳纖維為骨架，以葡萄糖為碳源，將骨架和碳源放置于微波消解罐中，再將微波消解罐放入微波水熱合成儀中進行反應，反應溫度為170～210℃，反應時間為1～3h。

3.根據權利要求2所述的一種具有仿生結構C/SiC多孔復合陶瓷的制備方法，其特征在于：所述葡萄糖溶液的濃度為10～100g/L。

4.一種具有仿生結構C/SiC多孔復合陶瓷的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：以碳纖維為骨架，以葡萄糖為碳源，采用微波水熱技術，將葡萄糖溶液與碳纖維骨架放入微波消解罐中，然后再將微波消解罐放入微波水熱合成儀中進行反應，得到碳微球粘結的碳纖維骨架；

步驟2：將步驟1得到的碳纖維骨架放入真空燒結爐內，以Si與SiO₂混合粉末作為硅源，控制反應溫度為1300～1600℃，反應壓力為1～100KPa，反應時間為1～4h，即可。

5.根據權利要求4所述的一種具有仿生結構C/SiC多孔復合陶瓷的制備方法，其特征在于：所述步驟2中，碳纖維骨架置于Si與SiO₂混合粉末上方。

6.根據權利要求4所述的一種具有仿生結構C/SiC多孔復合陶瓷的制備方法，其特征在于：所述碳纖維骨架與燒結爐的內壁緊密接觸，使反應氣體有利于向碳纖維骨架內部擴散。

7.一種基于權利要求1至6中任意一項方法所制備的一種具有仿生結構C/SiC多孔復合陶瓷。

8.一種具有仿生結構C/SiC多孔復合陶瓷，其特征在于：該復合陶瓷包括碳纖維，碳纖維之間利用微波水熱反應形成的碳微球連接，碳纖維和碳微球構建成碳纖維網絡骨架，所述碳微球利用碳熱還原反應在碳纖維表面形成SiC微突，在該SiC微突形成有SiC納米絨毛。