[发明专利]一种碳纤维增强硼化铪-硼化钽-碳陶瓷基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维增强硼化铪-硼化钽-碳陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）用包含铪钽前驱体共聚物、硼源前驱体、碳源前驱体和有机溶剂的铪钽前驱体溶液浸渍碳纤维预制体，然后将浸渍后的所述碳纤维预制体依次经过固化和裂解的步骤；所述铪钽前驱体共聚物为以铪酸酯和钽酸酯为原料经过水解反应和缩聚反应制成的共聚物，在所述铪钽前驱体共聚物中，铪和钽在同一分子链上；所述铪钽前驱体溶液的粘度为220~250mpa·s，所述铪钽前驱体溶液的固含量为55~70%；

（2）重复步骤（1）多次，制得硼化铪和硼化钽同时复配改性的碳纤维增强硼化铪-硼化钽-碳陶瓷基复合材料；

所述硼源前驱体选自由硼酸和硼酸乙酯组成的组；所述碳源前驱体选自由蔗糖、山梨醇和酚醛树脂组成的组；所述有机溶剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇和丙三醇组成的组；

所述固化的温度为70~350℃，所述固化的压力为5~20MPa，所述固化的时间为4~10h；

所述裂解是在惰性气氛中进行的；所述裂解的温度为1500~1650℃，所述裂解的时间为3~5h。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述酚醛树脂为烯丙基酚醛树脂。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤（1）之前进行碳纤维预制体的制备步骤，该制备步骤为：

将碳纤维织物进行致密化，得到密度为1.0~1.2g/cm³的碳纤维预制体。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：

所述浸渍包括第一压力阶段浸渍和第二压力阶段浸渍；

所述第一压力阶段浸渍的压力为-0.1~0MPa，所述第一压力阶段浸渍的时间为0.5~1h；

所述第二压力阶段浸渍的压力为1.5~3MPa，所述第二压力阶段浸渍的时间为1.5~3h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述固化包括第一温度阶段固化、第二温度阶段固化和第三温度阶段固化；

所述第一温度阶段固化的温度为70~80℃，所述第一温度阶段固化的时间为1.5~3h；

所述第二温度阶段固化的温度为160~200℃，所述第二温度阶段固化的时间为1.5~3h；

所述第三温度阶段固化的温度为250~350℃，所述第三温度阶段固化的时间为1.5~3h。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：

步骤（1）重复的次数为6~15次。

7.由权利要求1至6任一项所述的制备方法制得的碳纤维增强硼化铪-硼化钽-碳陶瓷基复合材料。

8.根据权利要求7所述的碳纤维增强硼化铪-硼化钽-碳陶瓷基复合材料，其特征在于：

所述碳纤维增强硼化铪-硼化钽-碳陶瓷基复合材料的密度大于2.2g/cm³。