陶瓷基复合材料螺栓的制备方法

摘要

本发明公开了一种陶瓷基复合材料螺栓的制备方法，其特点包括以下步骤：先由1K碳纤维0/90°正铺层和±θ斜铺层交替叠层后利用石墨板定型制备纤维预制体，在该预制体上沉积热解碳界面层，然后在沉积有热解碳界面层的二维板材上沉积碳化硅基体制成半成品陶瓷基复合材料板材，在半成品陶瓷基复合材料板材上切割形成螺栓毛坯并用金刚石磨轮攻丝，最后对半成品螺栓多次浸渍裂解聚碳硅烷并继续CVI沉积SiC防氧化涂层，得到成品C/SiC复合材料螺栓。该方法在未完全沉积致密的半成品陶瓷基复合材料预制体上加工螺栓并攻丝，对金刚石磨轮磨损较慢，降低了生产成本，CVI结合PIP工艺使C/SiC复合材料螺栓的拉伸断裂强度，由现有技术的180～190MPa提高到了210～230MPa。

主权项

1、一种陶瓷基复合材料螺栓的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(a)用1K碳纤维进行0/90°正铺和±θ(0°≤θ≤90°)斜铺，制备碳纤维二维板材预制体；(b)在碳纤维预制体上沉积热解碳界面层，工艺条件为：沉积温度800～900℃，压力0.2～0.4kPa，丙烯流量25～35ml/min，Ar气流量250～350ml/min，沉积时间40～60h；(c)在沉积有热解碳界面层的二维板材上沉积碳化硅基体，工艺条件为：沉积温度800～1000℃，压力2～4kPa，H2气流量150～250ml/min，Ar气流量250～350ml/min，三氯甲基硅烷温度25～35℃，H2与三氯甲基硅烷的摩尔比为8～12，沉积时间220～260h，形成半成品陶瓷基复合材料；(d)在半成品陶瓷基复合材料上切割形成‘T’字形螺栓毛坯，利用金刚石磨轮，配合螺母在螺栓毛坯上攻丝，形成半成品螺栓；(e)将半成品螺栓在900～1100℃多次浸渍裂解聚碳硅烷，然后1400～1600℃进行热处理2～4h；(f)再用CVI方法继续沉积SiC防氧化涂层，沉积温度为800～1000℃，气体为三氯甲基硅烷，沉积时间50～70h，得到成品C/SiC复合材料螺栓。