一种SiC/TaC陶瓷复相界面改性C/C复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种SiC/TaC陶瓷复合界面改性C/C复合材料的制备方法，包括低密度多孔C/C坯体的准备、SiC/TaC陶瓷复相界面的制备以及坯体的致密化，首先采用电镀法将镍催化剂加载到炭纤维坯体中，通过催化裂解三氯甲基硅烷在炭纤维表面上原位生长SiC纳米纤维，再利用化学气相渗透法在坯体中引入TaC陶瓷相，在炭纤维表面形成SiC纳米纤维增强TaC陶瓷复相界面，经后续化学气相渗透增密后，获得SiC/TaC陶瓷复合界面改性C/C复合材料。本发明工艺稳定易控，所制备的材料具有耐高温、抗氧化、耐烧蚀及强韧性高等特点。

主权项

一种SiC/TaC陶瓷复相界面改性C/C复合材料的制备方法，包括低密度多孔C/C坯体的准备、SiC/TaC陶瓷复相界面的制备以及坯体的致密化，其特征在于：步骤如下：(1)、炭纤维坯体的准备：将密度为0.56～0.80g/cm3的针刺整体炭毡或细编穿刺毡切割，纤维表面去胶处理；(2)、SiC/TaC陶瓷复相界面的制备，包括以下几个步骤：(a)、催化剂的加载：将Ni2SO4 ·6H2O、NiCl2 ·6H2O及蒸馏水配成pH值为3～5的电镀液，在电流强度为5A－10A的条件下对炭纤维坯体进行3－10min的电镀镍处理，去离子水浸泡、清洗后在38～42℃的温度下干燥22～26h后，获得含镍基的炭纤维坯体；将加载了镍基催化剂的炭纤维坯体安置于化学气相沉积炉内，在870～880K的条件下往化学气相沉积炉中通入18～22分钟流量为38～42mL/min的H2，还原镍催化剂；(b)、SiC纳米纤维的原位生长：将化学气相沉积炉温进一步升高，控制沉积温度1173－1373K、炉压200～1000 Pa、沉积时间1～4h，并往化学气相沉积炉内通入其流量为110～130mL/min载有三氯甲基硅烷的载气氢气、其流量为110～130mL/min稀释氩气和其流量为190～210mL/min氩气，得到含SiC纳米纤维的多孔坯体；(c)、SiC/TaC陶瓷复相界面的制备：控制温度1073K～1173K、炉压80‑600Pa、沉积时间40～100h以及通入其流量为380～420 mL/min载有五氯化钽蒸气的载气氩气、其流量为90～110 mL/min 丙烯和其流量为 38～42 mL/min 氢气，使TaC沉积在炭纤维表面的SiC纳米纤维簇中，形成SiC/TaC陶瓷复相界面；(3)、坯体的致密化：以含碳气体为炭源，使SiC/TaC陶瓷复相界面改性C/C坯体密度增加，并达到需要的密度。