[發(fā)明專利]一種碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的制備方法

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• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112079646A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱海鵬;劉時劍;劉善華;謝巍杰;陳明偉;馬新
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空制造技術(shù)研究院
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/571
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下操作步驟：

(1)制備二維SiC纖維預(yù)制體：將SiC纖維機織布疊放多層并固定在自動化數(shù)控縫合系統(tǒng)上，縫合線采用SiC纖維，利用縫合系統(tǒng)進行自動化縫合，得到二維SiC纖維預(yù)制體；

(2)制備熱解碳界面層：將步驟(1)中縫合的二維SiC纖維預(yù)制體放置于相應(yīng)的石墨模具中定型，然后將石墨模具放置在PyC化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)制備PyC界面層；

(3)制備SiC基體：將步驟(2)中沉積PyC界面層的二維SiC纖維預(yù)制體和石墨模具一起放置于盛有液態(tài)SiC先驅(qū)體樹脂的密閉容器中浸漬SiC先驅(qū)體溶液，將浸漬好的二維SiC纖維預(yù)制體放入高溫爐內(nèi)裂解，重復(fù)該步驟7至8次后即完成二維SiC/SiC復(fù)合材料的制備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，上述步驟(1)中，SiC纖維機織布為平紋布、斜紋布或緞紋布中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述自動化縫合方式為鎖式縫合、鏈式縫合或Tufting縫合中的任意一種，縫合參數(shù)為：采用的縫針直徑為1mm-5mm，針距為5mm-20mm，線距為5mm-20mm，面線張力為1.0N-6.0N，底線張力為1.0N-6.0N。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，上述步驟(2)中，PyC沉積工藝參數(shù)為：將爐內(nèi)抽真空，真空度小于100Pa，然后升溫至300℃，保溫1h-2h后繼續(xù)升溫至800℃-1000℃，保溫1h-2h，通入氬氣和丙烯，沉積壓力為500Pa-5000Pa，沉積5h-10h后降溫至室溫。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，制得的PyC界面層厚度為50-500nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，SiC先驅(qū)體溶液為聚碳硅烷與二甲苯的混合液，其中聚碳硅烷的重量百分率為30wt％-70wt％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，上述步驟(3)中，浸漬壓力小于100Pa，浸漬時間為5h-20h。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，上述步驟(3)中，裂解溫度為800℃-1000℃，時間為0.5h-2h，壓力為真空。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，制得的二維SiC/SiC復(fù)合材料的密度為2.1-2.7g/cm³。