一种先驱体浸渍裂解法制备SiC/SiC复合材料销钉的方法

摘要

本发明属于复合材料制备领域，涉及一种先驱体浸渍裂解法制备SiC/SiC复合材料销钉的方法。本发明首先以1k SiC纤维束为原材料，采用2D编织的方式制备销钉的纤维预制体，将销钉纤维预制体放置于石墨模具中定型后通过化学气相渗透法(CVI)制备界面层，通过先驱体浸渍裂解法(PIP)制备基体，得到SiC/SiC复合材料销钉，所制得的SiC/SiC复合材料销钉强度高，韧性好，与原有的二维铺层结构的复合材料销钉相比，不存在分层问题，且二铺层结构的SiC/SiC复合材料制备销钉需先切割、加工成长条装，然后再进行销钉成型加工，容易引起复合材料的分层和性能下降，且加工费用高、效率低。本发明提高了销钉的制备效率和力学性能的稳定性，具有广阔的市场推广应用前景。

主权项

一种先驱体浸渍裂解法制备SiC/SiC复合材料销钉的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，制备销钉纤维预制体，将1K SiC纤维束引入到预制体编织机上编织销钉纤维预制体，销钉纤维预制体外形为圆柱形，纤维体积分数为30％‑40％，直径为3mm‑4mm；步骤二，制备销钉纤维预制体的PyC/SiC复合界面层；将步骤一中编织的销钉纤维预制体放置于相应的石墨模具中定型，然后将石墨模具先放置在PyC化学气相沉积炉内制备PyC界面层，PyC沉积工艺参数为：将炉内抽真空，真空度小于100Pa，然后升温至300℃，保温1h‑2h后继续升温至800℃‑1000℃，保温1h‑2h，通入氩气和丙烯，两者流量比例为5:1，沉积压力为500Pa‑5000Pa，沉积5h‑10h后降温至室温，制得PyC界面层的厚度为100nm‑200nm；然后再将沉积PyC界面层后的钉纤维预制体连同石墨模具一并放入SiC化学气相沉积炉内制备SiC界面层，SiC界面层的工艺参数为：将炉内抽真空，真空度小于100Pa，然后升温至300℃，保温1h‑2h后升温至900℃‑1200℃，保温1h‑2h，通入三氯甲基硅烷、氢气和氩气，三氯甲基硅烷以氢气为载气，采用鼓泡法带入沉积炉内，三氯甲基硅烷、氢气和氩气三者流量比例为1:5:5，炉内压力500Pa‑5000Pa，沉积10h‑20h，最后降温至室温，得到SiC界面层厚度为100nm‑200nm，制得PyC/SiC复合界面层；步骤三，制备销钉的SiC基体；将步骤二中沉积PyC/SiC复合界面层的销钉纤维预制体和石墨模具一起放置于盛有液态SiC先驱体树脂的密闭容器中浸渍SiC先驱体，浸渍压力小于100Pa，浸渍时间4h‑6h，取出后放入烘箱中固化4h‑6h，固化温度300℃,最后将固化好的销钉纤维预制体放入高温炉内裂解，裂解温度为800℃‑1000℃，压力为微正压，重复该步骤7至8次后即完成SiC/SiC复合材料销钉的制备。