[發(fā)明專利]一種碳纖維增強硼化鉿-硼化鉭-碳陶瓷基復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811177542.0
• 申請日: 2018-10-10
• 公開（公告）號: CN109265188B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金鑫;劉偉;于新民;劉俊鵬;左紅軍;霍鵬飛;裴雨辰
• 申請（專利權(quán)）人: 航天特種材料及工藝技術(shù)研究所
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/58;C04B35/52
• 代理公司: 北京格允知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝

1.一種碳纖維增強硼化鉿-硼化鉭-碳陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）用包含鉿鉭前驅(qū)體共聚物、硼源前驅(qū)體、碳源前驅(qū)體和有機溶劑的鉿鉭前驅(qū)體溶液浸漬碳纖維預(yù)制體，然后將浸漬后的所述碳纖維預(yù)制體依次經(jīng)過固化和裂解的步驟；所述鉿鉭前驅(qū)體共聚物為以鉿酸酯和鉭酸酯為原料經(jīng)過水解反應(yīng)和縮聚反應(yīng)制成的共聚物，在所述鉿鉭前驅(qū)體共聚物中，鉿和鉭在同一分子鏈上；所述鉿鉭前驅(qū)體溶液的粘度為220~250mpa·s，所述鉿鉭前驅(qū)體溶液的固含量為55~70%；

（2）重復(fù)步驟（1）多次，制得硼化鉿和硼化鉭同時復(fù)配改性的碳纖維增強硼化鉿-硼化鉭-碳陶瓷基復(fù)合材料；

所述硼源前驅(qū)體選自由硼酸和硼酸乙酯組成的組；所述碳源前驅(qū)體選自由蔗糖、山梨醇和酚醛樹脂組成的組；所述有機溶劑為乙二醇、丙二醇、丁二醇和丙三醇組成的組；

所述固化的溫度為70~350℃，所述固化的壓力為5~20MPa，所述固化的時間為4~10h；

所述裂解是在惰性氣氛中進行的；所述裂解的溫度為1500~1650℃，所述裂解的時間為3~5h。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：

所述酚醛樹脂為烯丙基酚醛樹脂。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述方法還包括在步驟（1）之前進行碳纖維預(yù)制體的制備步驟，該制備步驟為：

將碳纖維織物進行致密化，得到密度為1.0~1.2g/cm³的碳纖維預(yù)制體。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：

所述浸漬包括第一壓力階段浸漬和第二壓力階段浸漬；

所述第一壓力階段浸漬的壓力為-0.1~0MPa，所述第一壓力階段浸漬的時間為0.5~1h；

所述第二壓力階段浸漬的壓力為1.5~3MPa，所述第二壓力階段浸漬的時間為1.5~3h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：

所述固化包括第一溫度階段固化、第二溫度階段固化和第三溫度階段固化；

所述第一溫度階段固化的溫度為70~80℃，所述第一溫度階段固化的時間為1.5~3h；

所述第二溫度階段固化的溫度為160~200℃，所述第二溫度階段固化的時間為1.5~3h；

所述第三溫度階段固化的溫度為250~350℃，所述第三溫度階段固化的時間為1.5~3h。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：

步驟（1）重復(fù)的次數(shù)為6~15次。

7.由權(quán)利要求1至6任一項所述的制備方法制得的碳纖維增強硼化鉿-硼化鉭-碳陶瓷基復(fù)合材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳纖維增強硼化鉿-硼化鉭-碳陶瓷基復(fù)合材料，其特征在于：

所述碳纖維增強硼化鉿-硼化鉭-碳陶瓷基復(fù)合材料的密度大于2.2g/cm³。