[发明专利]一种基于水性浆料浸渍工艺的三维氧化铝纤维编织件增强氧化铝复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于水性浆料浸渍工艺的三维氧化铝纤维编织件增强氧化铝复合材料，其特征在于，所述复合材料的孔隙率为20~30%；所述复合材料增强相为连续氧化铝纤维编织件，编织件为纤维布缝合、二维半或三维编织方式，氧化铝纤维中氧化铝的质量含量不低于70%，复合材料中纤维体积分数为40~45%；所述复合材料氧化铝基体通过高固相含量、低粘度水性氧化铝粉体浆料多次浸渍-干燥-烧结工艺完成，水性氧化铝粉体浆料固含量为30~40vol%，浆料粘度为5~30mPa⋅s，pH为3~4.5，Zeta电位为60~70mV。

2.一种如权利要求1所述的基于水性浆料浸渍工艺的三维氧化铝纤维编织件增强氧化铝复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备氧化铝纤维编织件，并进行去胶处理；

（2）制备浸渍用水性氧化铝粉体浆料；

（3）复合材料粗坯制备：首周期采用水性氧化铝粉体浆料对氧化铝纤维编织件进行真空浸渍得到首周期浸渍后的氧化铝纤维编织件，对首周期浸渍后的氧化铝纤维编织件采用真空袋压方式干燥，脱模后烧结，完成复合材料粗坯制备；

（4）对复合材料粗坯采用水性氧化铝粉体浆料反复进行真空浸渍-干燥-烧结工艺处理，完成复合材料的制备。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，去胶具体过程：将氧化铝纤维编织件放置在马弗炉中，空气中升温至600~700℃，保温1~2h，直接取出或随炉冷却至室温取出，完成纤维编织件去胶。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，水性氧化铝粉体浆料制备包括以下步骤：将平均粒径为0.1~0.2μm的氧化铝粉体烘干，将酸性溶液加入去离子水中调控pH值，然后依次将加入酸性溶液的去离子水和氧化铝粉加入球磨罐中，经球磨获得水性氧化铝粉体浆料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述球磨工艺为：球磨转速为300~400转/min，球磨的环境温度为5~10℃，球磨时间为1~2h。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，真空袋压干燥过程：将首周期浸渍后的氧化铝纤维编织件放置于模具上，在编织件表面覆盖上隔离膜和透气毡，用密封胶条将真空袋膜粘接于模具四周，抽真空，真空袋压条件下完成干燥。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述真空袋压干燥过程中的干燥工艺为：2~4h升温至120~150℃，保温2~4h，干燥过程真空压力不大于-0.08MPa。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）和步骤（4）中，真空浸渍工艺参数为：压力不大于-0.09MPa，时间不低于6h；烧结工艺为：以5~10℃/min的升温速率升温至1100~1200℃，保温0.5~2h，自然冷却至室温。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，干燥工艺为：2~4h升温至150~200℃，保温1~2h。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，真空浸渍-干燥-烧结工艺处理次数为2~6次。