[发明专利]M-O-R金属醇盐碳纤维界面的制备方法

说明书

一种M‑O‑R金属醇盐碳纤维界面的制备方法，本发明属于碳纤维增强体界面改性领域，本发明的目的为了弥补现有技术的不足，提出一种：利用金属醇盐具有很强的反应活性能与众多试剂发生化学反应，具有共价化合物的有机溶剂挥发性、溶解性特征，采用醇盐溶胶—凝胶法并通过真空浸渍的方法制备出抗氧化热物理性能与结构功能一体化金属纤维界面的制备方法。其有益效果在于提高了产品质量，延长了使用寿命。

技术领域

本发明属于碳纤维增强体界面改性领域，具体涉及一种金属醇盐溶胶法在碳纤维表面制备出聚碳硅烷界面：提高碳纤维聚合物复合材料抗氧化、抗烧蚀性能的制备方法。

背景技术

碳纤维的作用是提高材料的机械强度，并为材料提供在技术应用中所需的剪切与断裂韧度。碳/碳基复合材料作为热结构材料，具有密度低、抗氧化性能好、耐腐蚀、高温机械性能好、摩擦磨损性能稳定等优点，而广泛用于高能、高速制动刹车系统，是一种能满足1700℃使用的新型高温结构功能材料。

碳纤维聚合物在超过600℃时会发生热解，造成复合材料热物理性能的急剧下降。

高温相在和碳反应时，也会和碳纤维发生反应，造成纤维强度下降，生成高温陶瓷相后，又造成纤维和模体量不匹配，不能实现结构功能一体化。通过化学气相沉积方法制备的热解碳界面，制备时间长，制备温度高，沉积速率大于扩散速率而导致碳/碳复合材料出现密度梯度，表面结壳等工艺缺陷。

QTCC：根据霍尔·佩奇公式定律：可知材料的强度随着晶粒尺寸的减小而提高。利用国际先进的固体核磁共振技术（75As）把控碳基化合物的无向列性磁“量子临界态”特质中，无向列性的自旋涨落是高温高压超导性的主要驱动因素，关键特征。通过调节高温高压使材料内核的热液活性微小波动幅度呈现新型磁序而达到“量子临界态”最佳峰指，优化设计高性能碳纤维功能材料。

发明内容

本发明的目的为了弥补现有技术的不足，提出一种：利用金属醇盐具有很强的反应活性能与众多试剂发生化学反应，具有共价化合物的有机溶剂挥发性、溶解性特征，采用醇盐溶胶—凝胶法并通过真空浸渍的方法制备出抗氧化热物理性能与结构功能一体化金属纤维界面的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种M-O-R金属醇盐碳纤维界面的制备方法，包括如下步骤：

(1)界面溶液制备：将聚碳硅烷、催化剂和有机溶剂混合，聚碳硅烷与催化剂用量的质量比为：聚碳硅烷:催化剂=1:0.0001~0.15，溶剂的加入量为界面溶液最终总质量的50~99wt%，混合搅拌10~30分钟，制成界面溶液;

（2）真空压力浸渍：将碳纤维或碳纤维预制体在真空度为-0.08Mpa~-0.10Mpa浸渍在聚碳硅烷界面溶液中，再在压力为0.1Mpa~3Mpa的环境下进一步浸渍，保持20~60分钟，使得聚碳硅烷溶液充分浸渍与碳纤维表面或预制体中，然后恢复至常压；

（3）干燥、烘干、固化：将浸渍完成的碳纤维或碳纤维预制体在常压或真空中升温至40℃~80℃，加热2~12小时，在120~180℃烘箱烘干固化3~5小时，制成碳纤维界面；

所述的制备方法，其催化剂为胺类有机物，过氧化物或含铂催化剂。

所述的制备方法，其溶液的加入量为浸渍液最终总质量的80~99wt%。

所述的制备方法，其机溶剂为能够溶解聚碳硅烷的金属醇盐多种醇盐溶胶有机溶剂。

所述的制备方法，其碳纤维预制体为碳布、二维叠层、三维针刺、三维穿刺或三维编织的碳纤维预制体。