[发明专利]一种夹层结构C/C超高温陶瓷复合材料及其制备方法在审

专利信息
申请号: 202111224825.8 申请日: 2021-10-21
公开(公告)号: CN113698223A 公开(公告)日: 2021-11-26
发明(设计)人: 杨鑫;石安红;方存谦;黄启忠 申请(专利权)人: 中南大学
主分类号: C04B35/83 分类号: C04B35/83;C04B35/80;C04B35/571;C04B35/622;C04B41/87
代理公司: 长沙轩荣专利代理有限公司 43235 代理人: 黄艺平
地址: 410000 湖南*** 国省代码: 湖南;43
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 夹层 结构 超高温 陶瓷 复合材料 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种夹层结构C/C超高温陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法具体包括以下步骤:

S1:将短纤维铺展在碳纤维预制体的两侧,采用针刺工艺制备获得“短纤维层+普通碳纤维层+短纤维层”夹层纤维预制体;所述夹层纤维预制体中短纤维层的体积密度低于普通碳纤维层,短纤维层的体积密度≤0.3 g/cm3;所述短纤维的纤维长度为2-15cm;所述短纤维层的厚度为0.2-10mm;

S2:将所述夹层纤维预制体置于化学气相沉积炉中,采用化学气相沉积法沉积热解炭或碳化硅中的一种或两种,获得夹层结构C/C多孔骨架;

S3:采用先驱体浸渍-裂解、化学气相沉积或高温熔渗反应中的一种或多种方法,将超高温陶瓷相引入至所述夹层结构C/C多孔骨架,获得夹层结构C/C超高温陶瓷复合材料。

2.根据权利要求1所述的夹层结构C/C超高温陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,所述碳纤维预制体为碳纤维编织或缠绕体,具体为碳布叠层、针刺毡、穿刺三维、针刺和缝合结构的多维纤维预制体。

3.根据权利要求1所述的夹层结构C/C超高温陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,所述短纤维的纤维长度为2-15cm。

4.根据权利要求1所述的夹层结构C/C超高温陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中采用化学气相沉积法沉积热解炭过程具体包括:以丙烯为碳源气体,氮气为载气,沉积压力≤10KPa,沉积温度为850~1100℃;

所述步骤S2中采用化学气相沉积法沉积碳化硅过程具体包括:以三氯甲基硅烷为先驱体原料,以氢气为载气通过鼓泡方式将三氯甲基硅烷蒸汽带入混合罐中,Ar和氢气作为稀释气体,沉积压力≤1KPa,沉积温度为1150℃。

5.根据权利要求1所述的夹层结构C/C超高温陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,所述超高温陶瓷为SiC、ZrC、HfC、TaC、ZrB2、HfB2中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的夹层结构C/C超高温陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中先驱体浸渍-裂解方法具体为:以超高温陶瓷前驱体为浸渍剂,将所述C/C多孔骨架进行反复浸渍、烘干以及高温裂解;在所述浸渍-裂解过程中出现结壳封孔现象时,进行开孔处理,再进行下一轮浸渍、烘干以及高温裂解;

所述步骤S3中高温熔渗过程具体为:以锆、铪、硅金属或其合金中的一种或多种为熔渗剂,通过熔渗反应在C/C多孔骨架内形成超高温陶瓷相;抽真空至0.8kPa以下,以2℃/min~15℃/min的升温速率升温至1400~2300℃,保温≥0.5h以上后自然降温至室温。

7.一种夹层结构C/C超高温陶瓷复合材料,其特征在于,所述复合材料由权利要求1-6任意所述的制备方法制备获得。

8.根据权利要求7所述的夹层结构C/C超高温陶瓷复合材料,其特征在于,所述复合材料包括C/C超高温陶瓷内层和高含量超高温陶瓷外层,所述高含量超高温陶瓷外层厚度为0.2-7mm。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于中南大学,未经中南大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/202111224825.8/1.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top