[发明专利]一种硅基复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硅基复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料由硅和/或硅氧化物做为内核，内核的外表面被碳与氟化碳的复合层包覆，其特征在于：所述碳与氟化碳的复合层通过两步制备得到，第一步为碳包覆，第二步为通过氟化处理将碳包覆表层转化为氟化碳包覆层，该复合层具有连续致密的结构，包覆层由内到外碳含量逐渐减少，氟化碳含量逐渐增多；所述制备方法包括以下步骤：

(1) 将硅和二氧化硅的单质或化合物按一定比例加入反应器中，在真空度为0.01-100Pa，加热温度为600-1400 ℃的条件下保温1-30 h，冷凝沉积后得到硅氧化物；

(2) 将上述硅氧化物破碎至粒径为0.1-100 μm的颗粒，然后进行碳包覆，得到碳包覆的硅氧复合物；所述碳包覆的方法采用化学气相包覆法，包覆剂为乙炔、乙烯、丙烯、甲烷、乙烷、丙烷、天然气中的一种或两种与氢气的组合，且包覆剂气体与氢气的流量比为1：3-5；

(3) 将碳包覆的硅氧复合物置于双温区加热炉的下游，并在上游放置含氟物质；在惰性气氛下，上游以1-20 ℃·min^-1的加热速率高温加热至700-1000 ℃，保温0.5-5 h，同时，下游以1-20 ℃·min^-1的加热速率高温加热至400-600 ℃，保温0.5-5 h，冷却至室温后得到所述的硅基复合材料。

2.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，上游加热至800-1000℃，下游加热至400-500℃。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述硅为从硅氧化物中原位生成的纳米硅。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述硅氧化物的化学式为SiO_x，其中0x2，且x数值为平均数值。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述气相包覆的包覆温度为400-1000℃；所述气相包覆的包覆时间为1-6 h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述硅基复合材料的总质量为100%计，其中碳的质量百分含量为1-20%，氟的质量百分含量为0.1-15%。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述硅基复合材料为粉末状，粉末中值粒径为1-10 µm。