一种微纳米纤维/陶瓷基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种微纳米纤维/陶瓷基复合材料的制备方法，首先将微纳米纤维制成气凝胶预制体，该预制体具有二维、三维微纳米纤维骨架、高比表面积、微纳米级孔洞、低密度、微纳米纤维分散性好等特殊微观结构，在此基础上采用化学气相渗透法(CVI)在预制体上沉积热解碳界面层，最后沉积陶瓷基体进行致密化，完成微纳米/陶瓷基复合材料的制备。该方法引入的微纳米纤维分散性好，体积分数可调范围广，能充分发挥微纳米纤维的裂纹偏转、拔出和桥接作用，有效提高复合材料的力学性能。

主权项

一种微纳米纤维/陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将1重量份数的微纳米纤维分散到90～100重量份数的0.2～1.5wt％的羧甲基纤维素钠的水溶液中，制成微纳米纤维悬浮液；步骤2：将微纳米纤维悬浮液在≤‑10℃环境下冷冻3～10h，然后在‑20～‑80℃，真空度≤30Pa的环境下冷冻干燥15～45h得到微纳米纤维气凝胶预制体；步骤3：采用化学气相沉积法在微纳米纤维气凝胶预制体上沉积热解碳界面层，界面层厚度0～100纳米厚，其中不包括0纳米，实施化学气相沉积法的工艺条件为：沉积温度为800～900℃，压力为0.2～0.4kPa，丙烯流量为25～35m1/min,Ar气流量为250～350m1/min，沉积时间为0～60h，其中不包括0h；步骤4：采用CVI工艺沉积SiC基体，工艺条件如下：三氯甲基硅烷为源物质，氩气为稀释气体，氩气流量为300～400ml/min，氢气为载气，氢气流量为200～350ml/min，氢气和三氯甲基硅烷的摩尔比为10︰1，沉积温度为1000～1100℃，沉积时间为160～300h得到微纳米纤维/SiC陶瓷基复合材料；然后在上述基础上添加氮源NH₃，流量为载气氢气的0.1～10，沉积温度为800～1100℃，沉积150～300h得到微纳米纤维/Si₃N₄陶瓷基复合材料。