C/SiC陶瓷基复合材料弹簧及其制备方法

摘要

本发明公开了一种C/SiC陶瓷基复合材料弹簧及其制备方法，该弹簧是以碳化硅为基体，以体积分数为30%～45%的碳纤维作为增强相，弹簧的表面沉积有SiC涂层；室温下弹簧的刚度达到3.5N/mm～8N/mm，且在800℃～1200℃的空气中刚度保留率为70%～85%。弹簧的制备方法为：先通过浸渍、缠绕成型、室温交联到弹簧预制件，然后加热使石蜡模具熔融除去或者在水中溶解除去，将脱模后的弹簧预制件套设在一石墨模具上裂解得到弹簧粗坯；再经过反复致密化制得弹簧半成品；最后采用化学气相沉积进行表面抗氧化处理得到弹簧成品。本发明的工艺简单、设备要求低、周期短、能实现产品净成型，产品的质量和性能优异。

主权项

一种C/SiC陶瓷基复合材料弹簧，其特征在于：所述弹簧是以碳化硅为基体，以体积分数为30%～45%的碳纤维作为增强相，所述弹簧的表面沉积有SiC涂层；室温下所述弹簧的刚度达到3.5N/mm～8N/mm，且在800℃～1200℃的空气中刚度保留率为70%～85%；所述C/SiC陶瓷基复合材料弹簧的制备方法包括以下步骤：（1）弹簧预制件的成型：将合股后的碳纤维加入到树脂体系中进行浸渍，将浸渍后的碳纤维预制件在石蜡模具或水溶性模具上缠绕成型，室温下交联固化得到弹簧预制件；（2）弹簧粗坯的成型：将成型于所述石蜡模具上的弹簧预制件加热至80℃～150℃使石蜡模具熔融、除去，或者将成型于所述水溶性模具上的弹簧预制件置于40℃～70℃的水中溶解除去水溶性模具，然后将脱模后的弹簧预制件套设在一石墨模具上，并在900℃～1400℃温度下使所述树脂体系裂解，得到弹簧粗坯；（3）弹簧致密化：将上述的弹簧粗坯置于聚碳硅烷‑二甲苯体系或聚碳硅烷‑二乙烯基苯体系中真空浸渍，然后在900℃～1400℃温度下裂解，重复本步骤的浸渍‑裂解工艺多个周期直至完成致密化，制得弹簧半成品；（4）弹簧表面抗氧化处理：以三氯甲基硅烷或液态聚硅烷为先驱体，采用化学气相沉积工艺在所述弹簧半成品表面沉积SiC涂层，最后制备得到C/SiC陶瓷基复合材料弹簧。