[发明专利]一种碳纤维增强MoSi2-SiC陶瓷基复合材料的制备方法

说明书

一种碳纤维增强MoSi₂‑SiC陶瓷基复合材料的制备方法，将二硅化钼粉体、Si‑Mo粉以及Al₂O₃粉体混合均匀，得到混合粉体；将密度为0.4～0.8g/cm³的多孔碳/碳复合材料切割成圆形薄片；将圆形薄片置于石墨坩埚中，并用混合粉体覆盖，热处理后放入葡萄糖水溶液中进行水热处理，并重复水热处理直至密度达到1.2～1.5g/cm³，最后进行碳化处理，得到碳纤维增强MoSi₂‑SiC陶瓷基复合材料。本发明制备的C/C‑MoSi₂‑SiC复合材料密度适中，表面结构致密，界面结合良好，在低温下即可获得具有强度高，高温抗氧化、抗烧蚀性能良好的复合材料。

技术领域

本发明属于C/C复合材料技术领域，涉及一种碳纤维增强MoSi₂-SiC陶瓷基复合材料的制备方法。

背景技术

碳/碳(C/C)复合材料是目前唯一可以应用于2800℃的高温复合材料，由于具有非常优异的性能使得其在航空航天领域具有广阔的应用前景，比如热膨胀系数低、密度低、耐高温、耐烧蚀、高强度、高模量等优异性能，特别是在惰性气氛的2200℃以内条件下其强度和模量随温度升高而增加的优异性能。然而，C/C复合材料在超过370℃的有氧环境就会被氧化，氧化质量损失导致其强度下降，限制了其应用范围，尤其是在高温或者潮湿环境下的使用。因此，提高C/C复合材料的高温抗氧化性对于其应用十分关键。

一种有效的解决途径是向C/C复合材料中引入超高温陶瓷，比如SiC、ZrC、HfC等。利用陶瓷相对C/C复合材料起到保护作用，同时还不会降低C/C复合材料的各项性能，反而会提高在高温环境下的稳定性，扩大应用范围。目前研究较多的碳/碳-耐高温陶瓷复合材料主要有C/C-SiC复合材料[Lei Liu,Hejun Li.Effect of surface ablation productson the ablation resistance of C/C–SiC composites under oxyacetylenetorch.Corrosion Science,2013,67:60-66、 S.Singh,V.K.Srivastava.Effect ofoxidation on elastic modulus of C/C–SiC composites.Materials Science andEngineering A,2008,468:534-539.]、C/C-ZrC复合材料[C.Y.Li,K.Z.Li,H.J.Li,Y.L.Zhang,H.B.Ouyang,Microstructure and ablation resistance of carbon/carboncomposites with a zirconium carbide rich surface layer,Corros.Sci.85(2014)160-166.、Shen Xuetao,Li Kezhi. Microstructure and ablation properties ofzirconium carbide doped carbon/carbon composites. Carbon，2010，48：344-351、Chun-xuan Liu,Jian-xun Chen.Pyrolysis mechanism of ZrC precursor andfabrication of C/C–ZrC composites by precursor infiltration andpyrolysis.Trans.Nonferrous Met.Soc.China,2014,24:1779-1784.]、C/C-SiC-ZrC复合材料[Zhaoqian Li,Hejun Li. Microstructure and ablation behaviors of integerfelt reinforced C/C-SiC-ZrC composites prepared by a two-step method.CeramicsInternational,2012,38:3419–3425、Lei Zhuang,Qian-gang Fu. Effect of pre-oxidation treatment on the bonding strength and thermal shock resistance ofSiC coating for C/C–ZrC–SiC composites.2015.]、C/C-HfC复合材料[Liang Xue,Zhe-an Su. Microstructure and ablation behavior of C/C–HfC composites prepared byprecursor infiltration and pyrolysis.Corrosion Science.2015]等。