[发明专利]三维碳化硅纤维预制件增强氧化钇-氧化铝复相陶瓷复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种三维碳化硅纤维预制件增强氧化钇-氧化铝复相陶瓷复合材料，其特征在于，包括三维碳化硅纤维预制件和氧化钇-氧化铝复相陶瓷，所述氧化钇-氧化铝复相陶瓷中，Al₂O₃的摩尔含量为5%～95%，所述氧化钇-氧化铝复相陶瓷均匀填充于所述三维碳化硅纤维预制件的孔隙中，所述三维碳化硅纤维预制件增强氧化钇-氧化铝复相陶瓷复合材料的孔隙率为8%～14%；制备方法包括如下步骤：

（1）制备氧化钇-氧化铝复合溶胶：将Y₂O₃溶胶和Al₂O₃溶胶混合，加入稳定剂，得到氧化钇-氧化铝复合溶胶；所述稳定剂为强酸；

（2）浸渍：将三维碳化硅纤维预制件置于容器中，抽真空后吸入步骤（1）所得的氧化钇-氧化铝复合溶胶，进行真空浸渍，使所述氧化钇-氧化铝复合溶胶填充在三维碳化硅纤维预制件中；

（3）干燥：将三维碳化硅纤维预制件取出干燥，以去除氧化钇-氧化铝复合溶胶中的溶剂，干燥温度为400℃～700℃；

（4）热处理：在惰性气氛保护下进行热处理，得到三维碳化硅纤维预制件增强氧化钇-氧化铝复相陶瓷复合材料中间体；所述热处理的工艺过程为：在惰性气氛保护下，以10℃/min～20℃/min的速率升温至1000℃～1600℃，保温0.5h～2h；

（5）重复步骤（2）～（4）的浸渍－干燥－热处理过程，直至三维碳化硅纤维预制件增强氧化钇-氧化铝复相陶瓷复合材料中间体相比于上一次浸渍－干燥－热处理过程增重低于1%，得到三维碳化硅纤维预制件增强氧化钇-氧化铝复相陶瓷复合材料。

2.根据权利要求1所述的三维碳化硅纤维预制件增强氧化钇-氧化铝复相陶瓷复合材料，其特征在于，所述三维碳化硅纤维预制件为碳化硅纤维布叠层缝合得到的三维碳化硅纤维预制件、碳化硅纤维布与网胎交替叠层针刺得到的三维碳化硅纤维预制件、三维五向编织结构的三维碳化硅纤维预制件、二维半编织结构的三维碳化硅纤维预制件、三维四向编织结构的三维碳化硅纤维预制件中的一种或多种；所述三维碳化硅纤维预制件中碳化硅纤维的体积分数为20%～55%。

3.一种三维碳化硅纤维预制件增强氧化钇-氧化铝复相陶瓷复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备氧化钇-氧化铝复合溶胶：将Y₂O₃溶胶和Al₂O₃溶胶混合，加入稳定剂，得到氧化钇-氧化铝复合溶胶；所述稳定剂为强酸；

（2）浸渍：将三维碳化硅纤维预制件置于容器中，抽真空后吸入步骤（1）所得的氧化钇-氧化铝复合溶胶，进行真空浸渍，使所述氧化钇-氧化铝复合溶胶填充在三维碳化硅纤维预制件中；

（3）干燥：将三维碳化硅纤维预制件取出干燥，以去除氧化钇-氧化铝复合溶胶中的溶剂，干燥温度为400℃～700℃；

（4）热处理：在惰性气氛保护下进行热处理，得到三维碳化硅纤维预制件增强氧化钇-氧化铝复相陶瓷复合材料中间体；所述热处理的工艺过程为：在惰性气氛保护下，以10℃/min～20℃/min的速率升温至1000℃～1600℃，保温0.5h～2h；

（5）重复步骤（2）～（4）的浸渍－干燥－热处理过程，直至三维碳化硅纤维预制件增强氧化钇-氧化铝复相陶瓷复合材料中间体相比于上一次浸渍－干燥－热处理过程增重低于1%，得到三维碳化硅纤维预制件增强氧化钇-氧化铝复相陶瓷复合材料。

4.根据权利要求3所述的三维碳化硅纤维预制件增强氧化钇-氧化铝复相陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述稳定剂与所述Y₂O₃溶胶的质量比为2～3∶10。

5.根据权利要求4所述的三维碳化硅纤维预制件增强氧化钇-氧化铝复相陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述强酸包括HNO₃、HCl或H₂SO₄。