[发明专利]一种碳纤维/碳化硅颗粒共增铝基复合材料的制备方法与应用

权利要求书

1.一种碳纤维/碳化硅颗粒共增铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1，对碳纤维表面进行处理；

步骤2，将处理好的碳纤维剪切为短纤维；

步骤3，将羟乙基纤维素溶于蒸馏水中，机械搅拌2-3小时，静置12小时待其稳定形成一种胶体；

步骤4，将短纤维置于胶体中，机械搅拌1-2小时，使短纤维均匀分散于胶体中，得A胶体；再将碳化硅颗粒和铝粉置于胶体中，搅拌1小时使其均匀混合，得B胶体；最后A胶体和B胶体混合，搅拌30分钟，混合均匀，其中，胶体的质量分数为78％-87％，铝粉的质量分数为10％-14％,碳化硅颗粒的质量分数1.5％-4％，碳纤维的质量分数1.5％-4％；

步骤5，将步骤4得到的混合胶体于过滤管中，控制混合胶体体积与过滤管总体积比为1:10-1:20，快速过滤掉胶体得到混合均匀粉体；

步骤6，将步骤5得到的混合粉体置于模具中，在真空条件下加压烧结，烧结温度600℃-700℃，所加压力10-30MPa，保温时间5-30min，得到碳纤维/碳化硅颗粒共增铝基复合材料。

2.根据权利要求1所述的碳纤维/碳化硅颗粒共增铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述的碳纤维表面处理，为纤维表面电镀铜涂层、镍涂层或表面石墨化。

3.根据权利要求2所述的碳纤维/碳化硅颗粒共增铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的碳纤维表面电镀铜涂层的电镀液：硫酸：120g/1L；五水硫酸铜：150g/1L；氯化铜：0.4g/1L；甲基紫：0.03g/1L；聚二硫二丙烷磺酸钠：0.03g/1L；OP乳化剂：0.8g/1L；电流密度3A/dm²,电镀时间5min。

4.根据权利要求2所述的碳纤维/碳化硅颗粒共增铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的碳纤维表面电镀镍涂层的电镀液：硫酸镍：150g/1L；硼酸：70g/1L，电流密度2A/dm²,电镀时间5min。

5.根据权利要求2所述的碳纤维/碳化硅颗粒共增铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的碳纤维表面石墨化处理工艺为在真空条件下，在高温1500℃-2000℃对碳纤维处理1-2小时。

6.根据权利要求1-5任一所述的碳纤维/碳化硅颗粒共增铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中所述的短纤维的长度1-3mm。

7.根据权利要求6所述的碳纤维/碳化硅颗粒共增铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的羟乙基纤维素质量分数0.4％-1％。

8.根据权利要求1、2、3、4、5或7所述的碳纤维/碳化硅颗粒共增铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤4中所述的碳化硅颗粒粒径为1-10微米，铝粉粒径1-100微米。

9.根据权利要求8所述的碳纤维/碳化硅颗粒共增铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤4中所提到的铝粉为铝粉或铝合金粉。

10.采用权利要求1-9任一所述的制备方法得到的一种碳纤维/碳化硅颗粒共增铝基复合材料用于制造汽车发动机活塞或连杆。