[發明專利]一種碳纖維強化硅硼碳氮基陶瓷復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110521747.1
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113149680A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 胡艷志;李愛軍;王緒超;俞茂蘭;康志偉;賈林濤;徐海明
• 申請（專利權）人: 尚辰（浙江紹興）復合材料科技有限公司;上海大學紹興研究院;福建尚辰復合材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/58;C04B35/622
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 馬叢

1.一種碳纖維強化硅硼碳氮基陶瓷復合材料，其特征在于，包括硅硼碳氮陶瓷基體和復合在所述硅硼碳氮陶瓷基體中的碳纖維預制體；所述硅硼碳氮陶瓷基體摻雜有碳化硅粉末，所述碳纖維預制體的纖維表面沉積有碳化硅涂層。

2.根據權利要求1所述的碳纖維強化硅硼碳氮基陶瓷復合材料，其特征在于，所述碳化硅粉末的質量為碳化硅粉末與硅硼碳氮陶瓷基體總質量的10～20％。

3.根據權利要求1所述的碳纖維強化硅硼碳氮基陶瓷復合材料，其特征在于，所述碳纖維預制體為2D碳纖維預制體、2.5D碳纖維預制體或3D碳纖維預制體；

當所述碳纖維預制體為2D碳纖維預制體時，所述碳化硅粉末的粒徑為75μm以下；當所述碳纖維預制體為2.5D碳纖維預制體或3D碳纖維預制體時，所述碳化硅粉末的粒徑為38μm以下。

4.根據權利要求1所述的碳纖維強化硅硼碳氮基陶瓷復合材料，其特征在于，所述碳化硅涂層的厚度為100～500nm。

5.根據權利要求1～4任意一項所述的碳纖維強化硅硼碳氮基陶瓷復合材料，其特征在于，所述碳纖維強化硅硼碳氮基陶瓷復合材料的氣孔率為5～8％，密度為1.9～2.0g/cm³。

6.權利要求1～5任意一項所述碳纖維強化硅硼碳氮基陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

采用化學氣相滲透法在碳纖維預制體的纖維表面鍍上碳化硅涂層，得到沉積有碳化硅涂層的碳纖維預制體；

將碳化硅粉末球磨后，與聚硅硼碳氮烷浸漬液混合，得到摻雜有碳化硅粉末的浸漬液；

將所述沉積有碳化硅涂層的碳纖維預制體浸沒于所述摻雜有碳化硅粉末的浸漬液中，依次進行加壓浸漬、加熱固化和熱解陶瓷化，得到所述碳纖維強化硅硼碳氮基陶瓷復合材料；所述熱解陶瓷化在無氧條件下進行。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述加壓浸漬的壓力為1～3MPa，時間為2～4h。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述加熱固化的溫度為170～250℃，時間為1～2.5h；壓力為1～3MPa。

9.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述熱解陶瓷化的溫度為850～1100℃，時間為2～4h。

10.根據權利要求6～9任意一項所述的制備方法，其特征在于，所述加壓浸漬、加熱固化和熱解陶瓷化循環進行，所述循環的次數為6～7次。