[发明专利]三维纤维预制件增强莫来石复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种三维纤维预制件增强莫来石复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将三维纤维预制件置于Al₂O₃-SiO₂复合溶胶中，在真空环境下进行浸渍，使所述Al₂O₃-SiO₂复合溶胶填充在三维纤维预制件中；将所述三维纤维预制件取出，干燥所述Al₂O₃-SiO₂复合溶胶中的溶剂；然后在惰性气氛保护下进行低温热处理得到浸渍有Al₂O₃-SiO₂的三维纤维预制件；

S2、重复所述S1步骤的浸渍－干燥－低温热处理过程，直至所述浸渍有Al₂O₃-SiO₂的三维纤维预制件相比于上一次浸渍－干燥－低温热处理过程增重低于1％，得到三维纤维预制件第一中间体；

S3、将所述三维纤维预制件第一中间体进行中温热处理；

S4、将所述S3步骤中经过中温热处理的三维纤维预制件第一中间体置于Al₂O₃-SiO₂复合溶胶中，在真空环境下进行浸渍，然后进行高压处理、干燥、低温热处理、中温热处理步骤得到浸渍有Al₂O₃-SiO₂的三维纤维预制件第一中间体；

S5、重复步骤S4中的浸渍－高压处理－干燥－低温热处理－中温热处理过程，直至所述浸渍有Al₂O₃-SiO₂的三维纤维预制件第一中间体相比于上一次浸渍－高压处理－干燥－低温热处理－中温热处理过程增重低于1％，得到三维纤维预制件第二中间体；

S6、将所述三维纤维预制件第二中间体进行高温热处理，完成所述三维纤维预制件增强莫来石复合材料的制备。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还包括三维预制件预处理步骤，具体为：将所述三维纤维预制件置于真空或惰性气氛下，以5～20℃/min的速率升温至1000～1800℃并保温1～5h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Al₂O₃-SiO₂复合溶胶中，所述Al₂O₃和SiO₂的固含量为20～60wt％，Al₂O₃/SiO₂的质量比为4∶1～1.5∶1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三位纤维预制件为纤维布叠层缝合得到的三维纤维预制件、纤维布与毡交替叠层针刺得到的三维纤维预制件、三维五向编织结构的三维纤维预制件、二维半编织结构的三维纤维预制件、三维四向编织结构的三维纤维预制件中的一种或多种；所述三维纤维预制件中所述纤维为碳纤维或碳化硅纤维。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中所述干燥温度为60～200℃，干燥时间为3～8h；所述低温热处理的温度为500～800℃，时间为1～4h，升温速率为5～20℃/min。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中所述中温热处理的条件为：在惰性气氛保护下，以5～20℃/min的速率升温至1000～1200℃并保温1～4h。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：将经过中温热处理的三维纤维预制件第一中间体置于真空罐中，抽真空至真空度达到500Pa以下时，吸入Al₂O₃-SiO₂复合溶胶淹没预制件，浸泡3～10h后移至压力釜中，充气至压力达到2～10MPa并保持3～10h，然后进行干燥、低温热处理、中温热处理步骤。