一种低热膨胀系数的纤维增强陶瓷基复合材料制备方法

摘要

本发明公开了一种低热膨胀系数的纤维增强陶瓷基复合材料的制备方法，包括：首先、进行纤维预制体结构编织，所述纤维预制体的材料为碳纤维或碳化硅纤维，或二者的组合；其次、在纤维预制体表面制备界面相；第三、先采用化学气相沉积工艺，再采用有机前驱体浸渍裂解工艺对纤维预制体进行致密化处理。通过本发明可以得到热膨胀系数低的纤维增强陶瓷基复合材料。

主权项

一种低热膨胀系数的纤维增强陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，包括：首先、进行纤维预制体编织，所述纤维预制体的材料为碳纤维或碳化硅纤维，或二者的组合；其次、在纤维预制体表面制备界面相；所述界面相的材料为PyC、SiC、BN中的任意一种，所述界面相的厚度控制在100nm‑1000nm；第三、先采用化学气相沉积工艺，再采用有机前驱体浸渍裂解工艺对纤维预制体进行致密化处理；所述化学气相沉积工艺的原料采用三氯甲基硅烷，温度范围为700‑1500℃，保温时间为1‑50h；所述有机前驱体浸渍裂解工艺包括：将化学气相沉积工艺后的样品置于密闭容器中，抽取真空后倒入PCS有机前驱体溶液浸渍；然后将样品转入高压釜中，抽真空后充入氮气至高压后，加热使得吸入的PCS固化；再将固化后的样品移至真空碳管炉中进行高温处理；高压固化压强为0.1‑15MPa，固化温度为50‑300℃，高温处理温度为700‑1500℃；最后将样品浸没在碳源前驱体溶液中进行真空浸渍，碳源前驱体溶液在氮气气氛下高压固化后高温分解，在基体中引入碳；通过控制化学气相沉积工艺的参数和有机前驱体浸渍裂解工艺的实施次数控制化学气相沉积工艺形成的SiC基体与通过有机前驱体浸渍裂解工艺形成的SiC基体的质量比为1∶3‑3∶1，进一步控制纤维增强陶瓷基复合材料的热膨胀系数。