[发明专利]石墨烯改性炭纤维增强碳化硅复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯改性炭纤维增强碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于：

包括如下步骤：

(1)浸渍溶液的制备：向浓度为1mg/mL～10mg/mL的氧化石墨烯溶液中加入还原剂，混匀得到浸渍溶液，备用，所述还原剂与氧化石墨烯的质量比为1:1～1:10；

(2)表面官能团化炭纤维预制体的制备：将炭纤维预制体用丙酮超声洗净后，置于高浓度硝酸中在85℃～95℃下处理1h～4h，取出后放入浓度为5％～40％的乙醇水溶液中透析处理至少24h，再将透析处理后的炭纤维取出在40℃～65℃下烘干，即得表面官能团化炭纤维预制体；

(3)多元多尺度石墨烯-炭纤维预制体的制备：将步骤(2)中制得的表面官能团化炭纤维预制体置于步骤(1)中制得的浸渍溶液中真空浸渍0.5h～2h，然后将浸渍后的炭纤维取出在70℃～95℃下水热化学还原反应4h～6h，即得多元多尺度石墨烯-炭纤维预制体；

(4)石墨烯改性炭纤维增强碳化硅复合材料的制备：将步骤(3)中制得的多元多尺度石墨烯-炭纤维预制体通过化学气相渗透法沉积SiC基体，即得石墨烯改性炭纤维增强碳化硅复合材料；其中，化学气相渗透法沉积碳化硅具体工艺步骤如下：

a、将多元多尺度石墨烯-炭纤维预制体置于气相沉积炉内，并将炉内抽真空至2kPa～3kPa，然后以流量为200mL/min～800mL/min通入惰性Ar作为保护气体；

b、以5℃/min～10℃/min的升温速度将炉温升至1000℃～1300℃，然后以流量为100mL/min～300mL/min通入H₂，以流量为4g/h～20g/h通入甲基三氯硅烷气体，同时调整炉内压力为2kPa～8kPa进行沉积反应，沉积反应20h～120h后，停止向炉内通入反应气体，使炉内温度自然降至室温，即制得石墨烯改性炭纤维增强碳化硅复合材料。

2.根据权利要求1所述的石墨烯改性炭纤维增强碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述氧化石墨烯溶液为氧化石墨烯乙醇溶液或氧化石墨烯水溶液；所述还原剂为抗坏血酸。

3.根据权利要求2所述的石墨烯改性炭纤维增强碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述的氧化石墨烯、抗坏血酸、乙醇和甲基三氯硅烷均为分析纯；所述Ar、H₂为纯度大于99.999％的高纯气体。