[发明专利]陶瓷复合材料成型方法及陶瓷复合材料

说明书

本发明提供了陶瓷复合材料成型方法及陶瓷复合材料，涉及陶瓷复合材料成型技术领域。该成型方法是将纤维预先浸渍于浆料后，直接带浆进行编织，且在编织过程中不断向纤维之间形成的空隙注入浆料，编织得到的预制体不需要浸渍，直接进行干燥、烧结，即可得到陶瓷复合材料，该成型方法省略了传统成型工艺中需要将预制体反复浸渍的工序，大大减少了工作量，缩短了生产周期，进而节省了工作成本，改善了传统成型工艺成型工艺复杂，成本高且生产周期长的缺陷；且采用该成型方法制备的陶瓷复合材料可较容易的达到要求的致密度。本发明还提供了陶瓷复合材料，该陶瓷复合材料具有良好的致密度。

技术领域

本发明涉及陶瓷复合材料成型技术领域，具体而言，涉及陶瓷复合材料成型方法及陶瓷复合材料。

背景技术

纤维增强陶瓷复合材料是指以纤维为增强体、陶瓷为基体复合而成的材料。高性能纤维的引入可增韧和强化陶瓷、阻止裂纹，提高陶瓷的力学性能，所形成的陶瓷复合材料具有耐高温、高强度、高模量、耐烧蚀、抗冲刷等优异性能，在航空航天、化工、冶金等领域有广泛用途，具体可以用作陶瓷热防护材料、高温透波天线罩、高温透波天线窗、冶金用坩埚、火焰喷嘴等。

但是目前由于陶瓷复合材料的成型工艺复杂，导致成本高且生产周期长。具体的，传统陶瓷复合材料的成型工艺主要包括以下步骤：(一)采用纤维制备成预制体；(二)将预制体浸渍到浆料后干燥，反复浸渍干燥，直至达到要求的致密度；(三)将干燥后的预制件进行烧结，得到陶瓷复合材料。其中，步骤(一)与步骤(二)的工作量占整个成型工艺总工作量的80％以上。尤其是步骤(二)浸渍过程，由于浆料难以浸渍到预制体的内部，浸渍效率低下，往往需要重复几十次以上，这不但大大增加了工作量，也使得生产周期延长，生产成本增加。而且，一般情况下通过增加浸渍次数来提高陶瓷复合材料的致密度，但即便经过浸渍几十次，还容易发生陶瓷复合材料内部致密度不够等问题。

有鉴于此，本发明特提出一种技术方案。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种陶瓷复合材料成型方法，该成型方法是将纤维预先浸渍于浆料后，直接带浆进行编织，且在编织过程中不断向纤维之间形成的空隙注入浆料，编织得到的预制体不需要浸渍，直接进行干燥、烧结，即可得到陶瓷复合材料，该成型方法省略了传统成型工艺中需要将预制体反复浸渍的工序，大大减少了工作量，缩短了生产周期，进而节省了工作成本，且采用该成型方法制备的陶瓷复合材料可较容易的达到要求的致密度。

本发明的第二个目的在于提供一种陶瓷复合材料。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种陶瓷复合材料成型方法，包括以下步骤：

(a)将纤维置于浆料中浸渍；

(b)将浸润有浆料的纤维置于模具上进行编织，得到预制体；

其中，在编织过程中，向纤维之间形成的空隙中注入浆料；

(c)将预制体干燥，脱模，烧结，得到陶瓷复合材料。

进一步的，步骤(a)中，浸渍时进行超声分散使得浆料渗入到纤维内部。

进一步的，步骤(b)中，通过喷射嘴向纤维之间形成的空隙中注入浆料。

进一步的，所述浆料通过将陶瓷颗粒、溶液和稳定剂混合后，研磨，制备得到；

其中，所述溶液为溶胶或先驱体溶液。

进一步的，所述陶瓷颗粒选自氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、莫来石、氮化硅、氮化硼、碳化铪、硼化铪或硼化锆中的一种或至少两种的组合。

进一步的，所述溶液选自氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、氧化锆溶胶或莫来石溶胶中的一种或至少两种的组合；