[发明专利]一种高导热高导电CNT界面改性陶瓷基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种高导热高导电CNT界面改性陶瓷基复合材料的制备方法，利用浆纱工艺将CNT均匀包覆纤维表面，结合编织制备复合材料预制体并利用化学气相沉积法制备陶瓷基复合材料，该方法提高了预制体内CNT的含量，改善了CNT的分布均匀性，有利于充分发挥CNT的高导热、高导电等优异性能。复合材料的导热性能提升5‑8倍，导电性能提升5～10倍，不仅如此，该方法生产工艺简单、可控，有利于工业化生产。

主权项

1.一种高导热高导电CNT界面改性陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1.CNT预氧化处理：将CNT与硝酸按质量比1:70～1:140制备CNT‑硝酸悬浮液，在80～120℃条件下反应1h，将悬浮液静置8～12h后滤去多余硝酸；将CNT置于透析袋中，透析36～48h至透析液PH值呈中性，将CNT冷冻干燥12h后得到CNT粉末；步骤2.制备CNT浆料：将预处理的CNT粉末、去离子水、聚乙烯醇按质量比4:1:500比例混合，并在90～100℃条件下煮40～50min，超声分散得到CNT浆料，超声时间为20～60min；步骤3.纤维上浆：利用纤维上浆工艺将CNT均匀包覆纤维表面得到表面含CNT的纤维，浆纱机工艺参数：浆槽温度为30～70℃、烘干温度为80～110℃、走纱速度为10～50m/min；步骤4.制备纤维预制体：将表面含CNT的纤维编织成纤维布或三维预制体，其中控制经密纬密为70～110根/10cm；将纤维布叠层并采用针刺法定型制备纤维预制体；步骤5.沉积界面：采用CVI工艺制备陶瓷基复合材料的热解碳界面相，以C₃H₆为气源，Ar为稀释气体，H₂为载气；工艺参数：沉积温度为800～950℃，系统总压为4～8kPa；步骤6.复合材料的致密化：以CH₃SiCl₃为气源，Ar为稀释气体，以鼓泡方式用H₂作为载气将MTS带入反应炉内，制备复合材料的密度至2.0～2.2g/cm³；工艺参数：沉积温度为900～1200℃左右，系统总压为4～8kPa，H₂与MTS的摩尔比为10:1。