[發明專利]氧化石墨烯增強硅硼碳氮陶瓷復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110085758.X
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112851363B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 李達鑫;陳慶慶;賈德昌;楊治華;蔡德龍;周玉;高巍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C04B35/5835
• 分類號: C04B35/5835;C04B35/622
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理有限公司 11473
• 代理人: 萬娟

1.一種氧化石墨烯增強硅硼碳氮陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

S1、制備氧化石墨烯分散液：將氧化石墨烯加入到無水二甲基甲酰胺中，超聲分散，得到氧化石墨烯分散液；

S2、氧化石墨烯改性聚硅硼氮烷：在惰性氣氛下，向所述氧化石墨烯分散液中加入聚硅硼氮烷溶液，然后加入引發劑，超聲分散，之后加熱回流，再升溫至150-250℃并保溫，進行固化交聯，得到氧化石墨烯改性聚硅硼氮烷；

其中，所述氧化石墨烯與所述聚硅硼氮烷的質量比為0.04-0.08：1；

S3、高溫熱解：在惰性氣氛下將所述氧化石墨烯改性聚硅硼氮烷升溫至1300-1600℃并保溫，進行熱解反應，之后自然降溫至室溫，得到氧化石墨烯增強硅硼碳氮陶瓷復合材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述引發劑與所述聚硅硼氮烷的質量比為0.01-0.04：1。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述加熱回流的溫度為80℃，時間為72h。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，升溫的速率為5℃/min，保溫的時間為24h。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，升溫的速率為5-10℃/min。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，在惰性氛圍下將所述氧化石墨烯改性聚硅硼氮烷升溫至1300℃并保溫1-8h。

7.一種氧化石墨烯增強硅硼碳氮陶瓷復合材料，其特征在于，由權利要求1-6任一項所述的氧化石墨烯增強硅硼碳氮陶瓷復合材料的制備方法制備得到；

所述氧化石墨烯增強硅硼碳氮陶瓷復合材料包括硅硼碳氮陶瓷和分散在所述硅硼碳氮陶瓷內的氧化石墨烯，所述氧化石墨烯與所述硅硼碳氮陶瓷通過酰化反應形成的化學鍵連接，且所述氧化石墨烯呈平行排列的層狀結構。

8.根據權利要求7所述的氧化石墨烯增強硅硼碳氮陶瓷復合材料，其特征在于，所述硅硼碳氮陶瓷的微觀相結構由硅硼碳氮非晶基體相、自由碳相和碳化硅相組成。