[发明专利]一种短切碳纤维/碳化硅复合材料的热压制备方法

权利要求书

1.一种短切碳纤维/碳化硅复合材料的热压制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)首先将2～20mm预氧丝或预氧丝与2～20mm碳纤维以任意比的混合物置于1～10mol/L的NaOH、KOH或Ca(OH)₂的水溶液中，在温度为40℃～100℃下加热1～24h进行开纤处理，然后用蒸馏水超声清洗干净并烘干、备用；

2)将碳化硅粉体、烧结助剂、粘结剂、界面润湿剂、消泡剂和水混合，并搅拌成均匀的料浆；

3)将步骤1)得到的预氧丝或预氧丝与碳纤维的混合丝加入步骤2)得到的料浆中，捣匀，得到含预氧丝或混合丝的料浆；

4)再将所得到的含预氧丝或混合丝的料浆置于石墨模具中，在压力为5～10MPa下制成坯体，然后将含坯体的石墨模具置于抽真空的真空干燥箱中，在100～120℃干燥；

5)将干燥后的坯体连同石墨模具置于热压炉中，自室温随炉升温至900℃～1200℃，在压力为20MPa下处理2～4h，然后再升至1800℃～2400℃、在压力为20MPa～40MPa，保温30min～60min烧结，随炉冷却至室温获得短切碳纤维/碳化硅复合材料。

2.根据权利要求1所述的短切碳纤维/碳化硅复合材料的热压制备方法，其特征在于：所述的碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维、粘胶基碳纤维、沥青基碳纤维或石墨纤维中的一种或几种任意比例的混合物。

3.根据权利要求1所述的短切碳纤维/碳化硅复合材料的热压制备方法，其特征在于：所述的碳化硅粉体的粒度小于2μm。

4.根据权利要求1所述的短切碳纤维/碳化硅复合材料的热压制备方法，其特征在于：所述的烧结助剂为硅粉、铝硅共晶粉和硼铝合金粉的混合物，其中硅粉的质量百分比为55％～70％，铝硅共晶粉为20～30％，硼铝合金粉为10～25％。

5.根据权利要求1所述的短切碳纤维/碳化硅复合材料的热压制备方法，其特征在于：所述的粘结剂为市售酚醛树脂或改性酚醛树脂、环氧树脂和聚胺树脂的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的短切碳纤维/碳化硅复合材料的热压制备方法，其特征在于：所述的界面润湿剂为乙醇、丙酮和丙三醇中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的短切碳纤维/碳化硅复合材料的热压制备方法，其特征在于：所述的消泡剂为市售的壬(辛)基酚聚氧乙烯醚9、壬(辛)基酚聚氧乙烯醚15、op-10、吐温-20、吐温-80、斯盘-60、斯盘-80中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的短切碳纤维/碳化硅复合材料的热压制备方法，其特征在于：所述的碳化硅粉体、烧结助剂、粘结剂、界面润湿剂、消泡剂和水制成的料浆，按100份质量份数计，其中碳化硅粉体27-37份、烧结助剂3～12份、粘结剂5～10份、界面润湿剂5～10份、消泡剂1～5份，余量为水。

9.根据权利要求1所述的短切碳纤维/碳化硅复合材料的热压制备方法，其特征在于：所述的步骤3)含预氧丝或混合丝的料浆中预氧丝或预氧丝与碳纤维的混合丝的体积分数为15％～50％。