[发明专利]一种碳化硅/环氧树脂复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种碳化硅/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，该碳化硅/环氧树脂复合材料具有“砖泥结构”，通过将环氧树脂、环氧树脂固化剂和促进剂的混合材料浸润至多孔碳化硅骨架中，高温固化后制备得到，其中，碳化硅在碳化硅/环氧树脂复合材料中的体积分数为10vol％～60vol％，具体包括以下步骤：

1)炭模板的制备：选取不同种类的木材，加工尺寸为(40～60)mm×(8～12)mm×(8～12)mm，放入鼓风干燥箱在80～120℃温度下干燥1～3天，再放入管式炉在1000℃～1200℃下保温2～6h炭化，得到炭模板；

2)多孔碳化硅陶瓷骨架的制备：将SiO粉末置于坩埚底部，将炭模板置于坩埚中部，再将坩埚放在多功能烧结炉中，通入氩气，在1500℃～1800℃保温1～8小时，进行碳热还原反应生成碳化硅陶瓷骨架，其中SiO和炭模板的质量比为(8～12):1；其中氩气气氛压力为1～20atm，多功能烧结炉中从室温升至1100℃的升温速率为500～700℃/h，从1100℃升温至烧结温度的升温速率为100～300℃/h；

3)多孔碳化硅骨架表面改性：将步骤2)得到的多孔陶瓷骨架表面打磨平整后，置于含有2～5wt％硅烷偶联剂的无水乙醇中进行表面改性，60～80℃保温2～5h；

4)“砖泥结构”碳化硅/环氧树脂复合材料的制备：将步骤3)表面改性后得到的多孔碳化硅骨架预热到70～90℃；按质量比为1:(0.6～0.9):(0.2～0.4)，将环氧树脂、固化剂与促进剂的混合溶液在70～90℃下高速搅拌2～4h，混合均匀后，真空脱泡2～4h；将预热的多孔碳化硅骨架置于环氧树脂、促进剂和固化剂的混合溶液中浸渍1～4h；在设定的固化制度下进行固化，得到碳化硅/环氧树脂复合材料，固化制度为：100℃保温2h，升温至150℃保温3h，升温至200℃，保温3h，每个阶段的升温速率均为5℃/min。

2.根据权利要求1所述的碳化硅/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，木材为天然易获取的杉木、松木，炭化工艺特征为从室温到500℃的升温速率为2℃/min，从500℃升温到保温温度的速率为5℃/min。

3.根据权利要求1所述的碳化硅/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中，环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或者双酚S型环氧树脂中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的碳化硅/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中，环氧树脂固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐，促进剂为三苯酚。