[发明专利]制备C/SiC复合材料的方法

说明书

本发明提出了制备C/SiC复合材料的方法，该方法包括多个重复周期，每个重复周期包括：(1)将C/C多孔复合材料浸渍在SiC陶瓷前驱体中；(2)对浸有C/C多孔复合材料的SiC陶瓷前驱体进行加压浸渍；(3)对加压浸渍后的C/C多孔复合材料进行交联裂解。本发明所提出的制备方法，通过多次反复的先驱体浸渍裂解法制备出高致密化且材料机械性能更好的C/SiC复合材料，相比于现有的反应熔融渗透法，不仅不会对C/C多孔复合材料表面造成损伤，且能使复合材料的性能提高10～20％。并且，每个先驱体浸渍裂解周期中的加压浸渍步骤，可使SiC陶瓷前驱体更容易进入样品内部细微的孔隙，从而可减少为了满足致密化要求的重复周期数，还可使该方法制备出的C/SiC复合材料致密度近似于反应熔融渗透法。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，具体的，本发明涉及制备C/SiC复合材料的方法。

背景技术

目前，碳/碳化硅(C/SiC)复合材料由于具有低密度、高比强度、高比模量、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优异性能，在航空航天、国防军工及刹车材料领域具有广泛的应用前景。而现阶段，制备C/SiC复合材料主要的方法包括有先驱体浸渍裂解法(PIP)、反应熔融渗透法(RMI)以及化学气相渗透法(CVI)等方法，其中，RMI法虽致密性最好但会对碳纤维容易造成损伤而降低材料的性能，CVI法制备的厚度较大的构件内部是难以致密化的，而PIP法具有成本低、可制备大型异形构件等优势，成为研究的热点，但是PIP法对材料内部的细微孔隙致密化困难，使其应用受到一定限制。

所以，现阶段的先驱体浸渍裂解法制备C/SiC复合材料的方法仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本发明是基于发明人的下列发现而完成的：

本发明的发明人经过深入研究发现，可通过多次反复的先驱体浸渍裂解法制备出高致密化的、且材料机械性能更好的C/SiC复合材料，相比于现有的反应熔融渗透法，不会对C/C多孔复合材料表面造成损伤。并且，每个先驱体浸渍裂解周期中的加压浸渍步骤，可使SiC陶瓷前驱体更容易进入样品内部细微的孔隙，从而可减少为了满足致密化要求的重复周期数，还可使该方法制备出的C/SiC复合材料致密度近似于反应熔融渗透法。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提出一种高致密化的、不会损伤C/C多孔复合材料表面的或者材料机械性能更好的C/SiC复合材料的制备方法。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种制备C/SiC复合材料的方法。

根据本发明的实施例，所述方法包括多个重复周期，每个所述重复周期包括：(1)将C/C多孔复合材料浸渍在SiC陶瓷前驱体中；(2)对浸有所述C/C多孔复合材料的所述SiC陶瓷前驱体进行加压浸渍；(3)对所述加压浸渍后的C/C多孔复合材料进行交联裂解。

发明人意外地发现，采用本发明实施例的制备方法，通过多次反复的先驱体浸渍裂解法制备出高致密化且材料机械性能更好的C/SiC复合材料，相比于现有的反应熔融渗透法，不仅不会对C/C多孔复合材料表面造成损伤，且能使复合材料的性能提高10～20％。并且，每个先驱体浸渍裂解周期中的加压浸渍步骤，可使SiC陶瓷前驱体更容易进入C/C多孔复合材料内部的细微孔隙，从而可减少为了满足致密化要求的重复周期数，还可使该方法制备出的C/SiC复合材料致密度近似于反应熔融渗透法。

另外，根据本发明上述实施例的制备方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述C/C多孔复合材料的密度为0.75～1.55g/cm³。

根据本发明的实施例，所述重复周期的个数为6～15。

根据本发明的实施例，所述浸渍的真空压力为10～800Pa、浸渍时间为6～20小时。