一种碳化硅纤维针刺毡及其制备方法

摘要

本发明涉及一种碳化硅纤维针刺毡及其制备方法，该毡由聚碳硅烷不熔化纤维经切短开松、气流梳理、成胎、针刺、高温无机化制成。本发明制备出的碳化硅纤维针刺毡在原碳化硅整体毡的基础上，沿Z向进行单层针刺和叠层针刺，在大大提高Z向力学性能的同时，X‑Y向的力学性能和热物理性能也较非针刺毡有显著的提高，大大拓展其应用范围，尤其在高温过滤、高温催化、制备SiC_f／SiC复合材料等领域着广阔的应用前景。

主权项

一种碳化硅纤维针刺毡的制备方法，其特征在于：(1)切短开松：将聚碳硅烷不熔化纤维均匀切成长度5～8cm的短纤维，切刀转速120‑300r/min；(2)气流梳理、成胎：切短的不熔化纤维经过喂料辊到达刺辊，在刺辊的高速机械作用下被抛入风机产生的高速气流中，同气流一起运动，气流最终通过成网帘，而纤维在成网帘上成胎，出网速度10‑30m/min，主锡林直径1020mm，转速150‑200rpm；(3)针刺：将单层坯胎平铺于进出料面板上，摊平、对齐，启动针刺机，开预针刺主轴，待其稳定后开进出料速率，往复针刺1个来回，然后铺上一坯胎，下降底板高度2mm，重复以上步骤，得到2层碳化硅针刺毡，以此类推，得到设计厚度的多层碳化硅针刺毡；(4)高温无机化：将针刺好的聚碳硅烷纤维不熔化毡放入气氛保护箱式电炉内，并在惰性气体保护氛围中进行烧结，惰性气体的流量为5‑20L/min，预热到550℃后保温1‑5h，再升温至1300℃保温1h，然后自然降温，即得到碳化硅纤维针刺毡；所述碳化硅纤维针刺毡的密度0.15‑0.30g/cm³，纤维直径8‑15μm，克重50‑150g/m²，厚度1‑30mm，纤维体积分数10％‑20％，抗拉强度≥0.3N/50mm，层间剪切强度5‑10MPa；步骤(3)中的预针刺主轴频率10‑20Hz，进出料速率频率10Hz。