一种前驱体陶瓷与碳纳米管复合材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种前驱体陶瓷与碳纳米管复合材料，该复合材料由碳纳米管和SiCN陶瓷、SiCO陶瓷、包含掺杂元素的SiCN陶瓷、包含掺杂元素的SiCO陶瓷中的一种前驱体陶瓷组成，并且碳纳米管均匀分散在前驱体陶瓷中，构成了三维连接网络，在增强增韧的同时显著提高了前驱体陶瓷材料的电导率，从而提高了前驱体陶瓷材料的力学性能、高温性能及电学性能。本发明还提出一种采用未经任何前期预处理的碳纳米管或碳纳米纤维,通过液相分散、混合蒸馏、升温交联、高温热解的过程制得本发明前驱体陶瓷碳纳米管复合材料的方法，利用该方法在纳米三维尺度上能够实现碳纳米管或碳纳米纤维在前驱体陶瓷颗粒中的均匀分散，使碳纳米管或碳纳米纤维之间无团聚现象发生。

主权项

一种提高前驱体陶瓷与碳纳米管复合材料电导率的方法，其特征是：所述的复合材料由碳纳米管与前驱体陶瓷组成，所述的前驱体陶瓷是SiCN陶瓷、SiCO陶瓷、包含掺杂元素的SiCN陶瓷、包含掺杂元素的SiCO陶瓷中的一种；将所述的碳纳米管在纳米三维尺度均匀分散在前驱体陶瓷中，构成了三维连接网络；所述的碳纳米管和前驱体陶瓷的质量份数比为10:90～100:100；所述的复合材料的制备方法包括如下步骤：步骤1、利用超声分散方法将碳纳米管均匀分散到有机溶剂中形成第一混合液；利用磁力搅拌方法将聚硅氮烷、聚硅氧烷、包含掺杂元素的聚硅氮烷或者包含掺杂元素的聚硅氧烷溶解于同种有机溶剂形成第二混合液；均匀混合第一混合液与第二混合液，得到第三混合液；所述的步骤1中，有机溶剂为N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯、二甲苯、硝基苯、N‑甲基吡咯烷酮(NMP)中的一种或几种的混合；步骤2、减压蒸馏第三混合液，待其中有机溶剂完全蒸出后升温至150～400℃进行交联，交联后自然冷却，然后将产物交联体的粒度球磨至300目以下，得到交联后的复合材料粉体；步骤3、将复合材料粉体装入加盖的陶瓷舟内，在氩气保护条件下升温至700～1500℃进行高温热解，然后降温冷却至室温，得到前驱体陶瓷与碳纳米管复合材料。