[发明专利]一种快速高效在碳纤维增强复合材料表面获得碳化硅晶须及其制备方法

权利要求书

1.一种快速高效在碳纤维增强复合材料表面获得碳化硅晶须的制备方法，所述碳化硅晶须为将低密度的碳毡在硅粉、石墨粉和树脂酒精溶液组成的混合物中进行预处理，在较低的温度下将碳纤维增强复合材料块体放入预处理后的碳毡的夹层中，经温度处理后在碳纤维增强复合材料各个表面生长出的所得产物；

其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

S1、原材料的预处理：

S11、选用碳纤维增强的复合材料作为基体，将基体表面用砂纸打磨后待用；

S12、将硅粉和石墨粉按照质量比1:4-4:1混合在质量含量为25％-50％的树脂酒精溶液内，并构成混合物；

S13、将低密度的碳毡裁剪成一定尺寸大小后浸入混合物内5-20分钟；

S14、将步骤S13中处理后的碳毡取出，等酒精挥发完全后在烘干箱中100℃烘2小时；之后在管式炉中600℃保温1小时将树脂分解；

S15、将步骤S14中处理后的碳毡浸泡在含量为0.05-0.20mol/L的催化剂金属的盐溶液中2小时，之后取出烘干待用；

S2、SiC晶须的制备：

S21、制备样品：取两块经步骤S1预处理的碳毡和一块经步骤S1预处理的基体，将第一块碳毡放在底部，把基体放置在第一块碳毡之上，再在基体上方覆盖第二块碳毡；

S22、将步骤S21中制备好的样品放置在石墨坩埚中，将石墨坩埚放入热处理炉中；

S23、将处理炉炉体初抽真空，抽真空完成后充入氩气至常压进行保护，之后进行阶梯式升温至1100℃-1300℃后进行保温，保温时间2个小时；之后进行降温；

S24、降至室温时，将样品从炉体中取出，并小心的拿出制备完成的样品，获得均匀覆盖在复合材料表面的SiC晶须。

2.根据权利要求1所述的快速高效在碳纤维增强复合材料表面获得碳化硅晶须的制备方法，其特征在于，所述步骤S11中，基体的尺寸为10mm×10mm×10mm。

3.根据权利要求1所述的快速高效在碳纤维增强复合材料表面获得碳化硅晶须的制备方法，其特征在于，所述步骤S12中，混合物中粉体与树脂酒精溶液的质量比为1:4-4:1。

4.根据权利要求1所述的快速高效在碳纤维增强复合材料表面获得碳化硅晶须的制备方法，其特征在于，所述步骤S13中，碳毡的密度为0.4-1.0g/cm³。

5.根据权利要求1或4所述的快速高效在碳纤维增强复合材料表面获得碳化硅晶须的制备方法，其特征在于，所述步骤S13中，裁剪后的碳毡尺寸为50mm×50mm×10mm。

6.根据权利要求1所述的快速高效在碳纤维增强复合材料表面获得碳化硅晶须的制备方法，其特征在于，所述步骤S15中，催化剂金属的盐溶液为硫酸镍溶液、硫酸铁溶液或硝酸镍溶液。

7.根据权利要求1所述的快速高效在碳纤维增强复合材料表面获得碳化硅晶须的制备方法，其特征在于，所述步骤S23中，阶梯式升温为按照10℃/分钟的温度升温。