[发明专利]一种碳化硅/环氧树脂复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种碳化硅/环氧树脂复合材料的制备方法，该制备方法采用天然木材作为模板，对其进行高温炭化后获得多孔碳材料；再经过高温烧结，SiO气体与碳发生原位碳热还原反应，得到了具有木材网状结构的多孔碳化硅陶瓷骨架。再通过真空浸渍法将环氧树脂、促进剂和固化剂的混合溶液填充到多孔SiC陶瓷骨架中，经过高温固化，获得碳化硅/环氧树脂复合材料。本发明可通过选择不同种类的木材以及组织部位来调控复合材料中的碳化硅的体积分数；另一方面，复合材料中的多孔碳化硅完全继承了木材的多孔网格状结构，在碳化硅/环氧树脂复合材料中可形成连续的导热网络，同时作为承载骨架，可大幅提高复合材料的热导率、摩擦系数和力学性能。

主权项

1.一种碳化硅/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，该碳化硅/环氧树脂复合材料通过将环氧树脂、环氧树脂固化剂和促进剂的混合材料浸润至多孔碳化硅骨架中，高温固化后制备得到，其中，碳化硅在碳化硅/环氧树脂复合材料中的体积分数为10vol％～60vol％，具体包括以下步骤：1)炭模板的制备：选取不同种类的木材，加工尺寸为(40～60)mm×(8～12)mm×(8～12)mm，放入鼓风干燥箱在80～120℃温度下干燥1～3天，再放入管式炉在1000℃～1200℃下保温2～6h炭化，得到炭模板；2)多孔碳化硅陶瓷骨架的制备：将SiO粉末置于坩埚底部，将炭模板置于坩埚中部，再将坩埚放在多功能烧结炉中，通入氩气，在1500℃～1800℃保温1～8小时，进行碳热还原反应生成碳化硅陶瓷骨架，其中SiO和炭模板的质量比为(8～12):1；3)多孔碳化硅骨架表面改性：将步骤2)得到的多孔陶瓷骨架表面打磨平整后，置于含有2～5wt％硅烷偶联剂的无水乙醇中进行表面改性，60～80℃保温2～5h；4)“砖泥结构”碳化硅/环氧树脂复合材料的制备：将步骤3)表面改性后得到的多孔碳化硅骨架预热到70～90℃；将环氧树脂、固化剂与促进剂的混合溶液在70～90℃下高速搅拌2～4h，混合均匀后，真空脱泡2～4h；将预热的多孔碳化硅骨架置于环氧树脂、促进剂和固化剂的混合溶液中浸渍1～4h；在设定的固化制度下进行固化，得到碳化硅/环氧树脂复合材料。