[發(fā)明專利]一種快速高效在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料表面獲得碳化硅晶須及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110470308.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN113185327B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李佳艷;郝建潔;施偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B41/87
• 分類號(hào): C04B41/87
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 徐華燊;李洪福

1.一種快速高效在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料表面獲得碳化硅晶須的制備方法，所述碳化硅晶須為將低密度的碳?xì)衷诠璺邸⑹酆蜆渲凭芤航M成的混合物中進(jìn)行預(yù)處理，在較低的溫度下將碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料塊體放入預(yù)處理后的碳?xì)值膴A層中，經(jīng)溫度處理后在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料各個(gè)表面生長(zhǎng)出的所得產(chǎn)物；

其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

S1、原材料的預(yù)處理：

S11、選用碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料作為基體，將基體表面用砂紙打磨后待用；

S12、將硅粉和石墨粉按照質(zhì)量比1:4-4:1混合在質(zhì)量含量為25％-50％的樹脂酒精溶液內(nèi)，并構(gòu)成混合物；

S13、將低密度的碳?xì)植眉舫梢欢ǔ叽绱笮『蠼牖旌衔飪?nèi)5-20分鐘；

S14、將步驟S13中處理后的碳?xì)秩〕觯染凭珦]發(fā)完全后在烘干箱中100℃烘2小時(shí)；之后在管式爐中600℃保溫1小時(shí)將樹脂分解；

S15、將步驟S14中處理后的碳?xì)纸菰诤繛?.05-0.20mol/L的催化劑金屬的鹽溶液中2小時(shí)，之后取出烘干待用；

S2、SiC晶須的制備：

S21、制備樣品：取兩塊經(jīng)步驟S1預(yù)處理的碳?xì)趾鸵粔K經(jīng)步驟S1預(yù)處理的基體，將第一塊碳?xì)址旁诘撞浚鸦w放置在第一塊碳?xì)种希僭诨w上方覆蓋第二塊碳?xì)郑?/p>

S22、將步驟S21中制備好的樣品放置在石墨坩堝中，將石墨坩堝放入熱處理爐中；

S23、將處理爐爐體初抽真空，抽真空完成后充入氬氣至常壓進(jìn)行保護(hù)，之后進(jìn)行階梯式升溫至1100℃-1300℃后進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間2個(gè)小時(shí)；之后進(jìn)行降溫；

S24、降至室溫時(shí)，將樣品從爐體中取出，并小心的拿出制備完成的樣品，獲得均勻覆蓋在復(fù)合材料表面的SiC晶須。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速高效在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料表面獲得碳化硅晶須的制備方法，其特征在于，所述步驟S11中，基體的尺寸為10mm×10mm×10mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速高效在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料表面獲得碳化硅晶須的制備方法，其特征在于，所述步驟S12中，混合物中粉體與樹脂酒精溶液的質(zhì)量比為1:4-4:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速高效在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料表面獲得碳化硅晶須的制備方法，其特征在于，所述步驟S13中，碳?xì)值拿芏葹?.4-1.0g/cm³。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的快速高效在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料表面獲得碳化硅晶須的制備方法，其特征在于，所述步驟S13中，裁剪后的碳?xì)殖叽鐬?0mm×50mm×10mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速高效在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料表面獲得碳化硅晶須的制備方法，其特征在于，所述步驟S15中，催化劑金屬的鹽溶液為硫酸鎳溶液、硫酸鐵溶液或硝酸鎳溶液。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速高效在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料表面獲得碳化硅晶須的制備方法，其特征在于，所述步驟S23中，階梯式升溫為按照10℃/分鐘的溫度升溫。