[發(fā)明專(zhuān)利]一種碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011076751.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112209720B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖寄喬;李軍;鄧華峰;龔智;李丙菊;石磊;劉學(xué)文;王躍軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南金博碳素股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/565
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/565;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 鐘丹

1.一種碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：將碳化硅粉與造孔劑、成型劑混合獲得混合料，混合料經(jīng)壓制成型獲得碳化硅生坯，碳化硅生坯經(jīng)干燥、燒結(jié)獲得孔隙率為25%～35%碳化硅坯體，將碳化硅坯體經(jīng)化學(xué)氣相沉積熱解碳，即獲得孔隙率≤5%的碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料；

所述碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料由重結(jié)晶碳化硅以及熱解碳組成，其中重結(jié)晶碳化硅在碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80～83%；熱解碳在碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17～20%，所述碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料的孔隙率≤5%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：

所述碳化硅粉由粒徑為0.1～10μm的碳化硅粉A，粒徑為10～50μm的碳化硅粉B，粒徑為50～100μm的碳化硅粉C組成，按質(zhì)量比計(jì)，碳化硅粉A：碳化硅粉B：碳化硅粉C=20～30：10～20：50～70。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：

所述碳化硅粉由粒徑為0.5～0.8μm的碳化硅粉A，粒徑為10～20μm的碳化硅粉B，粒徑為45～55μm的碳化硅粉C組成，按質(zhì)量比計(jì)，碳化硅粉A：碳化硅粉B：碳化硅粉C=20～30：15～20：55～65。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：

所述造孔劑為碳酸鈉和聚乙二醇，其中碳酸鈉的加入量為碳化硅粉質(zhì)量的2wt%～4wt%，聚乙二醇的加入量為碳化硅粉的質(zhì)量的0.5wt% ～5wt%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：

所述成型 劑為纖維素鈉，所述纖維素鈉的加入量為碳化硅粉質(zhì)量的0.5 wt %～5 wt%。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述干燥的方式為微波干燥，所述微波干燥的溫度為80℃～100℃，時(shí)間為8～16h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：

所述燒結(jié)工藝為：抽真空，控制爐壓＜10 Pa，然后以3℃/min～5℃/min的升溫速率升溫至2350℃～2450℃，同時(shí)充入氬氣至爐壓為800Pa～1000Pa，保溫4~5h，隨爐冷卻至800℃后，停止抽真空，繼續(xù)隨爐冷卻。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：

所述碳化硅坯體的密度為2.1 g/cm³～2.4 g/cm³。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳/碳化硅雙連續(xù)相復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：

所述化學(xué)氣相沉積的工藝為：以C₃H₆或天然氣為碳源氣、N₂為稀釋氣，控制碳源氣與N₂體積比為1：1～5，控制沉積時(shí)，碳化硅坯體表面溫度為900～1200℃、爐壓為1～10 kPa，沉積時(shí)間為60～120h，沉積完成后隨爐冷卻。