碳化硅和碳纳米管的复合材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种碳化硅和碳纳米管的复合材料及其制备方法，以碳纳米管宏观体为预制体，采用化学气相沉积法热解含硅前驱体将碳化硅沉积于碳纳米管，制备出碳化硅和碳纳米管的复合材料，碳纳米管的质量分数为0.5-90%。通过选用碳纳米管取向和排布的各种碳纳米管宏观体为预制体，可获得具有高度分散、高体积含量和各种取向排布的碳化硅和碳纳米管的复合材料；通过纤维预制体设计可构造和制备纤维和块体等不同形态和各种尺度的碳化硅和碳纳米管的复合材料；获得多种力学和电学性能的碳化硅和碳纳米管的复合材料，有望作为高性能复合材料、导电导热材料和功能材料用于航空航天、国防装备和功能材料器件等领域。

主权项

一种碳化硅和碳纳米管的复合材料的制备方法，其特征在于包括的步骤：用40根和长度为4 cm，直径为150 μm的碳纳米管纤维顺向加捻组成沉积碳化硅所用的预制体，即碳纳米管宏观体，预制体呈棍状；将预制体夹于电加热沉积装置的石英管内两石墨电极之间，通160 sccm氩气2 h排除石英管内的空气，打开电源，电压设置为19 V，对预制体通电加热，使用红外测温仪测温，红外测温仪显示预制体温度达到1100 ºC，采用40 sccm的氩气作为载气将三氯甲基硅烷载入石英管，石英管内的气压为101 kPa，三氯甲基硅烷热解将碳化硅沉积于预制体，沉积15 min，断电停气，自然冷却至室温，制得碳化硅和碳纳米管的复合材料；其中，电加热沉积装置由反应器、电源和管路组成，反应器为石英管两端用聚四氟法兰密封，中部安装两个石墨电极，用于固定碳纳米管宏观体和加载电压，电极接外部稳压稳流直流电源；通过流量计调节载气流量；红外测温仪信号接收窗口对准碳纳米管宏观体中部用于监视温度。