[发明专利]一种热解碳改性短切碳纤维增强ZrB2

权利要求书

1.一种热解碳改性短切碳纤维增强ZrB₂-ZrC-SiC复合材料，其特征在于，

它以ZrB₂-ZrC-SiC为基体，以热解碳改性短切碳纤维为增强相；所述基体与增强相的体积比范围为：2.3-9；所述热解碳改性短切碳纤维的直径范围为6-10μm，长度范围为：1～3mm，所述热解碳改性短切碳纤维是碳纤维经化学气相渗透处理得到，化学气相渗透处理的工艺条件为：温度在800-1200℃范围内，系统压力为0.5-1kPa；以N₂或H₂为载气体，载气体流量：400-600ml/min；以丙烷为碳源，碳源流量：400-600ml/min，沉积40-60h。

2.根据权利要求1所述的热解碳改性短切碳纤维增强ZrB₂-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将ZrB₂、ZrC、SiC粉末和助烧剂ZrSi₂粉末，倒入聚四氟乙烯球磨罐中进行湿法球磨；

S2、将步骤S1所得物料干燥，然后与热解碳改性短切碳纤维混合，加入球磨罐混合进行球磨；

S3、将步骤S2所得物料干燥后，用压片机进行初步压制成形；

S4、再对步骤S3的初压产品采取等静压压制成型工艺进行压制；

S5、最后采用无压烧结工艺进行烧结，得到所述热解碳改性短切碳纤维增强ZrB₂-ZrC-SiC复合材料。

3.根据权利要求2所述的热解碳改性短切碳纤维增强ZrB₂-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于，

所述步骤S1中，以总物料100％计，ZrB₂、ZrC、SiC粉末和助烧剂ZrSi₂粉末的质量比百分比范围分别为：34.81-65.15、11.71-25.03、5.74-12.27、17.40-27.89；所述聚四氟乙烯球磨罐中球磨时，按质量比计料：球：酒精＝1：(3-6)：1，转速为150-300r/min，球磨时间8-10h。

4.根据权利要求2所述的热解碳改性短切碳纤维增强ZrB₂-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于，

所述步骤S2中，混合时，所述热解碳改性短切碳纤维以占混合后物质的1.56-16.78％进行混合，所述球磨罐中球磨时，按质量比计以料：球：酒精＝1：(3-6)：1的加入球磨罐混合，转速100-150r/min，球磨4-6h。

5.根据权利要求2或4所述的热解碳改性短切碳纤维增强ZrB₂-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于，

所述步骤S2中，混合时，所述热解碳改性短切碳纤维以占混合后物质的3.25wt.％-11.48wt.％进行混合。

6.根据权利要求2所述的热解碳改性短切碳纤维增强ZrB₂-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于，

所述步骤S3中，初步压制成形的压力8-15MPa，保压时间3-5min。

7.根据权利要求2所述的热解碳改性短切碳纤维增强ZrB₂-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于，

所述步骤S4中：等静压压制成型的压力150-250MPa，保压时间5-8min。

8.根据权利要求2所述的热解碳改性短切碳纤维增强ZrB₂-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于，

所述步骤S5中，所述无压烧结工艺在惰性环境下进行，升温速率为2℃/min-10℃/min烧结温度为1800℃-2000℃，保温2-5h,冷却速率2℃/min,降温至1000℃，然后自然冷却至室温。

9.根据权利要求2所述的热解碳改性短切碳纤维增强ZrB₂-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中的惰性环境为氩气环境。