[发明专利]一种高性能C/SiBCN复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高性能C/SiBCN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)在碳纤维预制体的表面制备由C界面层和SiC界面层交替沉积组成的C/SiC/C/SiC/C/SiC交替界面层，得到改性碳纤维预制体；

(2)以液态SiBCN前驱体作为浸渍液通过真空浸渍/原位固化/中压裂解的PIP工艺对所述改性碳纤维预制体进行SiBCN基体致密化，得到高性能C/SiBCN复合材料；所述液态SiBCN前驱体为液态聚硼硅氮烷；

所述真空浸渍/原位固化/中压裂解的PIP工艺包括如下子步骤：

(a)将所述改性碳纤维预制体置于真空袋中以所述液态SiBCN前驱体作为浸渍液进行真空浸渍；所述真空浸渍的时间为1.5～3h；

(b)将装有真空浸渍了液态SiBCN前驱体的所述改性碳纤维预制体的真空袋放入固化罐内使真空浸渍了液态SiBCN前驱体的所述改性碳纤维预制体进行原位固化，得到碳纤维复合材料；所述原位固化的温度为180～280℃，所述原位固化的时间为3～6h；

(c)将所述碳纤维复合材料从真空袋中取出后再置于中压裂解炉内进行高温中压裂解；在氮气气氛或氩气气氛中进行所述高温中压裂解，所述高温中压裂解的温度为800～1100℃，所述高温中压裂解的压力为3MPa～6MPa，所述高温中压裂解的时间为2～7h；

所述高性能C/SiBCN复合材料的密度不低于1.9g/cm³，室温弯曲强度不低于700MPa，1000℃空气气氛下的弯曲强度不低于500MPa，1400℃惰性气氛下的弯曲强度不低于650MPa。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

重复步骤(2)4～6次。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述改性碳纤维预制体的密度为0.2～0.80g/cm³。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述液态SiBCN前驱体的粘度小于20mPa·s。

5.由权利要求1至4任一项所述的制备方法制得的高性能C/SiBCN复合材料。

6.由权利要求1至4任一项所述的制备方法制得的高性能C/SiBCN复合材料作为热结构复合材料的应用。