一种短切碳纤维/碳化硅复合材料的热压制备方法

摘要

短切碳纤维/碳化硅复合材料的热压制备方法，取预氧丝置于加热的碱液中，进行开纤处理，然后用蒸馏水清洗干净。将开纤后的预氧丝与碳化硅粉、烧结助剂、粘结剂、界面润湿剂、消泡剂以及水混合，捣匀制成泥浆。将所得浆料盛装于石墨模具中，压坯并烘干，最后将带坯体的石墨模具置于热压炉中，并在高温下烧结制成短切碳纤维/碳化硅复合材料。本发明采用韧性较好的预氧丝为原料，代替脆性的短切碳纤维，可避免开纤过程中纤维易断裂的问题，而且预氧丝在烧结过程中可原位转化为碳纤维，拓宽了碳纤维的来源，降低了成本，同时烧结助剂中采用铝硅共晶粉和硼铝合金粉替代铝粉和硼粉的混合物，可避免铝与碳生成易水解化合物A14C3的问题。

主权项

一种短切碳纤维/碳化硅复合材料的热压制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）首先将2～20mm预氧丝或预氧丝与2～20mm碳纤维以任意比的混合物置于1～10mol/L的NaOH或KOH的水溶液中，在温度为40℃～100℃下加热1～24h进行开纤处理，然后用蒸馏水超声清洗干净并烘干、备用；2）将碳化硅粉体、烧结助剂、粘结剂、界面润湿剂、消泡剂和水混合，并搅拌成均匀的料浆；所述的烧结助剂为硅粉、铝硅共晶粉和硼铝合金粉的混合物，其中硅粉的质量百分比为55%～70%，铝硅共晶粉为20～30%，硼铝合金粉为10～25%；3）将步骤1）得到的预氧丝或预氧丝与碳纤维的混合丝加入步骤2）得到的料浆中，捣匀，得到含预氧丝或混合丝的料浆；4）再将所得到的含预氧丝或混合丝的料浆置于石墨模具中，在压力为5～10MPa下制成坯体，然后将含坯体的石墨模具置于抽真空的真空干燥箱中，在100～120℃干燥；5）将干燥后的坯体连同石墨模具置于热压炉中，自室温随炉升温至900℃～1200℃，在压力为20MPa下处理2～4h，然后再升至1800℃～2400℃、在压力为20MPa～40MPa，保温30min～60min烧结，随炉冷却至室温获得短切碳纤维/碳化硅复合材料。