[發(fā)明專利]一種SiC納米線增強(qiáng)C/C-SiC-ZrC陶瓷基復(fù)合材料的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811327268.0
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN109369187A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐陽海波;劉雪;李翠艷;黎桂標(biāo);黃劍鋒;曹麗云;費(fèi)杰
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/56
• 分類號(hào): C04B35/56;C04B35/565;C04B35/83;C04B35/52;C04B35/80;C04B35/622
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種SiC納米線增強(qiáng)C/C?SiC?ZrC陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，將生物質(zhì)碳源、硅溶膠和礦化劑加入到水中，得到混合液；將碳纖維于混合液浸漬后，干燥，再進(jìn)行微波水熱反應(yīng)，然后在氬氣氣氛中煅燒得到多孔的SiC納米線增強(qiáng)的C/C預(yù)制體，將鋯源、硅源、生物質(zhì)碳源和礦化劑加入到去離子水中，得到混合物；將多孔的SiC納米線增強(qiáng)的C/C復(fù)合材料于混合物中浸漬后干燥，再進(jìn)行微波水熱反應(yīng)，在氬氣氣氛中煅燒。本發(fā)明具有工藝簡單、綠色環(huán)保、制備周期短，致密化程度高，同時(shí)所制備的復(fù)合材料中的SiC納米線是在材料內(nèi)部原位生成從而大幅提高了材料的韌性和強(qiáng)度，增強(qiáng)了材料的抗高溫性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超高溫陶瓷基復(fù)合材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種SiC納米線增強(qiáng)C/C-SiC-ZrC陶瓷基復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

超高溫陶瓷基復(fù)合材料具有高熔點(diǎn)、密度小、化學(xué)性能穩(wěn)定、硬度高、耐磨性能好和導(dǎo)熱系數(shù)高等特點(diǎn)，同時(shí)其具有高溫抗燒蝕、抗氧化性能等特點(diǎn)，因此其在航空航天領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景例如其可以應(yīng)用在超高音速飛機(jī)機(jī)翼的前緣、發(fā)動(dòng)機(jī)的吼襯、尾噴管等領(lǐng)域，同時(shí)其還可以應(yīng)用于熱防護(hù)系統(tǒng)中。SiC納米線優(yōu)異的力學(xué)性能，以及SiC納米線在增強(qiáng)基體時(shí)表現(xiàn)出的優(yōu)異增韌效果

目前，制備SiC納米線有很多的報(bào)道，主要集中在SiC納米線的制備方法的不同以及前驅(qū)體的不同，SiC納米線的制備方法主要有：化學(xué)氣相沉積、碳納米管模板生長法、碳熱還原法、高頻感應(yīng)加熱法等。

Yi-cheng GE,等采用化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)在無催化劑的C/C復(fù)合材料表面制備SiC納米線，CH₃SiCl₃作為前驅(qū)體，其中H₂作為載體和稀釋氣體。在沉積區(qū)域中在0.5-11.0kPa的壓力下選擇CVD溫度在1000-1100℃的范圍內(nèi)。沉積時(shí)間選擇為1-3小時(shí)。但該方法制備SiC納米線存在設(shè)備要求高，周期長，成本高，密度低。

申請?zhí)枺篊N102951919公開了一種原位制備碳化硅納米線的方法，該方法將碳纖維預(yù)制體放入聚碳硅烷二甲苯溶液中，高溫裂解制備了碳化硅納米線。然而，二甲苯溶液易燃、且具有毒性，長期使用對人體產(chǎn)生較大傷害。

申請?zhí)枺篊N201710325075.0公開了一種溶膠凝膠法原位合成碳化硅納米線，并利用反應(yīng)熔滲法制備陶瓷基體提高復(fù)合材料的致密性，但利用熔滲法在高溫條件下制備復(fù)合材料往往會(huì)損傷纖維和陶瓷顆粒存在分布不均勻等缺點(diǎn)。

鑒于以上缺陷，實(shí)有必要提供一種SiC納米線增強(qiáng)C/C-SiC-ZrC陶瓷基復(fù)合材料的制備方法以解決以上技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提出一種SiC納米線增強(qiáng)C/C-SiC-ZrC陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，該方法具有工藝簡單、制備周期短、成本低、等優(yōu)點(diǎn)且通過該方法能夠在材料內(nèi)部原位生成SiC納米線，從而實(shí)現(xiàn)SiC納米線作為增強(qiáng)材料時(shí)的增強(qiáng)C/C-SiC-ZrC陶瓷基復(fù)合材料。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種SiC納米線增強(qiáng)C/C-SiC-ZrC陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將生物質(zhì)碳源、硅溶膠和礦化劑加入水中，配制成混合液；

2)將碳纖維于混合液浸漬后，干燥，然后通過微波水熱反應(yīng)，得到多孔C/C-SiO₂預(yù)制體；

3)將得到的多孔的C/C-SiO₂預(yù)制體放在氬氣氣氛下熱處理，得到SiC增強(qiáng)的C/C預(yù)制體；

4)將鋯源、硅源、生物質(zhì)碳源和礦化劑加入到去離子水中，得到混合物；