[发明专利]四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及点阵复合材料及其制备方法的领域。

背景技术

点阵材料是模拟晶体材料空间点阵结构的一种超轻有序材料。它的基本特征是以结点及结点间的连接杆件搭建成类似晶胞的三维网架结构单元，材料整体是一个由多个单元重复构造而成的有序结构。这种结构中，点阵材料网架中的空隙没有用来承载的填充物，仅有连接杆件起到了对点阵材料整体的支撑作用。这样的设计在保证材料的比刚度和比强度的同时，节省了大量的质量。调整结点和连接杆的位置，可以控制点阵材料结构和力学性能。同时，点阵材料网架间的空隙能够用来载物，并且点阵材料具有良好的降低噪音、屏蔽电磁辐射、抗冲击、隔热、降低热传导等功能。

近年来关于点阵材料的报道，主要针对金属基和树脂基点阵材料。但对于一些需要耐高温、抗氧化、高硬度、抗腐蚀、耐摩擦的使用条件下，这两种材料的性能却不能完全达到应用要求，而陶瓷基材料却可以适合这种特殊情况,但是由于点阵材料结构比较复杂，采用传统的陶瓷烧结工艺制备陶瓷基点阵结构材料很难实现的问题，成为了制约陶瓷基点阵材料发展的关键问题。

发明内容

本发明是要解决现有的金属基和树脂基点阵材料不能满足需求，而现有技术中很难实现制备陶瓷基点阵复合材料的问题，而提供了四棱锥构型C_f/SiC点阵复合材料平板及其制备方法。

四棱锥构型C_f/SiC点阵复合材料平板，由上面板、下面板以及在上下面板之间以点阵芯子进行周期排列而成的四棱锥胞元构成，其特征在于，所述的上面板和下面板为由C_f/SiC复合材料构成的平面，点阵芯子为由C_f/SiC复合材料构成的杆件。

四棱锥构型C_f/SiC点阵复合材料平板的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

一、将聚碳硅烷、二乙烯苯、二甲苯和四氢呋喃混合，得到浸渍液；其中，二乙烯苯与聚碳硅烷的质量比为（0.3~0.5）:1，二甲苯与聚碳硅烷的质量比为（0.05~0.1）:1，四氢呋喃与聚碳硅烷的质量比为（1~3）:1；

二、在碳纤维布Ⅰ上打m行×n列个阵列通孔，得到打通孔的碳纤维布Ⅰ；在碳纤维布Ⅱ上打（m+1）行×（n+1）列个阵列通孔，得到打通孔的碳纤维布Ⅱ；打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为A₁₁，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为A₁₂，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第j列的通孔为A_1j；打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为A₂₁，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第i行第1列的通孔为A_i1，同理，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第i行第j列的通孔为A_ij；打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为B₁₁，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为B₁₂，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第j列的通孔为B_1j；打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为B₂₁，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第i行第1列的通孔为B_i1，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第i行第j列的通孔为B_ij，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第（i+1）行第（j+1）列的通孔为B_(i+1)(j+1)；其中，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等，同时，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的每相邻的两个通孔的中心距内与在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等；打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等，同时，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔在行的每相邻的两个通孔的中心距内与在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等；打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距与打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距相等，所述的m≥2，n≥2，i≥1且i≤m，j≥1且j≤n，所有的通孔为相同的通孔径，通孔径大小为1mm~3mm，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距为26mm~30mm；