[发明专利]一种抗脆裂的碳化硅材料的制备方法

权利要求书

1.一种抗脆裂的碳化硅材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）按质量比，配取100份的纳米碳粉，15份-30份多孔碳材料，15份-25份的氮化硼，40份-60份的胶粘剂；上述材料混合均匀后备用；

（2）在模具中，按照上述纳米碳粉用量的1.8-2.3倍称取硅颗粒，按照一层硅颗粒、一层混合材料的方式平铺若干层，压制得坯体；在坯体最上方再铺一层硅颗粒；

（3）将上述坯体置于高温真空炉中加热至1400℃后，按15℃/min的升温速率升温至1700℃至1800℃并保温3h，制得半成品；

（4）半成品经加工打磨制得成品；

所述多孔碳材料的制备方法如下：

按体积比，将30份聚丙烯腈分散于100份的DMF溶液中，加热至60℃搅拌3小时后，加入60℃的硼酸20份，继续搅拌1.5小时；随后在纺丝电压18kV、纺丝液流速1.0mL/h、温度40℃、接收距离20cm的条件下将其静电纺丝制得聚丙烯腈纤维，在100℃的温度下干燥1h，随后在保护气体氛围下，加热至450℃保温2小时，继续加热至600℃保温1小时后，用稀盐酸冲洗制得多孔碳材料。

2.根据权利要求1所述的一种抗脆裂的碳化硅材料的制备方法，其特征在于：所述氮化硼经过如下处理：

六方氮化硼与浓硫酸共混后加热至170℃搅拌30-50小时，随后在室温环境下烘干制得硫酸插层氮化硼；在坩埚中加入适量的饱和氨水，将上述硫酸插层氮化硼置于其中，室温下搅拌3小时后，制得单层带硫酸铵晶体的氮化硼材料。

3.根据权利要求1所述的一种抗脆裂的碳化硅材料的制备方法，其特征在于：所述氮化硼经过如下处理：

六方氮化硼与浓硫酸共混后加热至170℃搅拌30-50小时，随后在室温环境下烘干制得硫酸插层氮化硼；在坩埚中加入适量的无水乙醇，将上述硫酸插层氮化硼置于其中，加热至100-120℃反应3-4小时，制得扩大层间距的氮化硼材料。

4.根据权利要求3所述的一种抗脆裂的碳化硅材料的制备方法，其特征在于：所述的扩大层间距的氮化硼材料与石墨烯共混后，在保护气体氛围下800-1100℃下共同烧结，制得石墨烯插层氮化硼材料。

5.根据权利要求2所述的一种抗脆裂的碳化硅材料的制备方法，其特征在于：所述单层带硫酸铵晶体的氮化硼材料，以DMF为溶剂，同异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）共混制得IPDI接枝氮化硼；四氧化三铁（Fe₃O₄）经硅烷偶联剂包覆后，同前述IPDI接枝氮化硼共混制得BN@Fe₃O₄。

6.根据权利要求3和4任一所述的一种抗脆裂的碳化硅材料的制备方法，其特征在于：所述扩大层间距的氮化硼材料，以DMF为溶剂，同异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）共混制得IPDI接枝氮化硼；四氧化三铁（Fe₃O₄）经硅烷偶联剂包覆后，同前述IPDI接枝氮化硼共混制得BN@Fe₃O₄。

7.根据权利要求6所述的一种抗脆裂的碳化硅材料的制备方法，其特征在于：所述四氧化三铁为空心的四氧化三铁微球。

8.根据权利要求7所述的一种抗脆裂的碳化硅材料的制备方法，其特征在于：所述的空心的四氧化三铁微球同硼酸共混后，加热至450℃制得表面蚀刻多孔四氧化三铁，随后用稀盐酸冲洗、烘干后制得多孔中空四氧化三铁材料。