[发明专利]一种具有Si-Y-C三元陶瓷基体复合材料及制备方法

权利要求书

1.一种制备具有Si-Y-C三元陶瓷基体复合材料的方法，其特征在于：所述具有Si-Y-C三元陶瓷基体复合材料各相体积占比为：60-65％的硅化钇YSi₂、15-25％的碳化硅SiC和10-20％的碳；

具体步骤如下：

步骤1、制备预制体：采用预制体成型工艺，将连续纤维、短切纤维或晶须增强体成型，得到复合材料预制体；

步骤2、制备界面和基体：采用化学气相渗透法在预制体上制备陶瓷基复合材料的热解碳或氮化硼界面层，并以碳、碳化硅或氮化硅为基体，形成多孔材料，多孔复合材料的开气孔率是15～30％；

步骤3、引入碳源：采用化学气相渗透法引入热解碳、聚合物浸渍裂解法引入裂解碳、浆料浸渍法引入石墨碳中的一种或多种，在步骤2得到的多孔材料中引入碳源，使其在下一步中能与硅-钇合金发生反应；

当以氮化硅或碳化硅为基体时，必须采用步骤3，多孔复合材料的开气孔率为20～35％；

当以碳为基体时，不采用步骤3时，多孔复合材料的开气孔率为15～30％；采用步骤3时，多孔复合材料的开气孔率为20～35％；

步骤4、反应熔体渗透法引入硅-钇合金：采用包埋法或单向法，将复合材料与硅-钇合金粉体置于石墨坩埚中，送入真空熔渗炉；反应溶体渗透过程的保温温度和保温时间分别为1250～1450℃和15～120分钟，反应后生成具有Si-Y-C三元陶瓷基体的致密复合材料；

所述步骤3的聚合物浸渍裂解法中，首先以酚醛树脂或环氧树脂为溶质，以无水乙醇为溶剂配制溶液，树脂和无水乙醇的质量比为1:5～1:2，磁力搅拌时间为12～24h；利用真空浸渍法把复合材料浸渍在树脂溶液中15～40分钟，每结束一次浸渍，在120～180℃固化2h；反复循环1～5次后，在900～1000℃裂解2h，裂解升温速率为5℃/分钟；

所述步骤4中，1000℃以下的升温速率为15℃/分钟，1000℃以上的升温速率为5℃/分钟。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述浆料浸渍法中，采用石墨粉和去离子水配置石墨浆料，湿法球磨24h。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1中的增强体成型，将纤维通过不同方法制成短切纤维毡、二维纤维布或三维预制体。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1中的连续纤维或短切纤维包括碳纤维、碳化硅纤维或氮化硅纤维。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述二维纤维布编制方法为包括平纹、斜纹或缎纹。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述三维纤维预制体编织方法为包括三维针刺或三维四向。