石英纤维增强复合材料及其制备方法

摘要

本发明属于纤维增强的复合材料及其制备方法技术领域，具体公开了一种石英纤维增强复合材料及其制备方法，该复合材料是以质量比为(0.5～3)∶1的二氧化硅和有机硅树脂作为复合基体，以石英纤维为增强相，石英纤维在复合材料中的体积分数为30％～55％；其制备方法包括以下步骤：首先对石英纤维预制件进行浸泡、烘干、热处理等预处理操作；然后置于无离子硅溶胶中进行真空浸渍引入二氧化硅基体；再进行机械加工和清洗后置于有机硅树脂的无水乙醇溶液中进行第二次真空浸渍和压力浸渍，最后进行交联，得到石英纤维增强复合材料。本发明的石英纤维增强复合材料具有介电性能好、透波率高、耐超大功率密度微波长时间加热的能力强、耐候性好、刚性好等优点。

主权项

一种石英纤维增强复合材料的制备方法，所述复合材料是以二氧化硅和有机硅树脂作为复合基体，以石英纤维为增强相，所述复合基体中二氧化硅与有机硅树脂的质量比为(0.5～3)∶1，所述作为增强相的石英纤维在复合材料中的体积分数为30％～55％，所述制备方法包括以下步骤：(1)石英纤维预制件的预处理：首先经过编织制得石英纤维预制件，将该石英纤维预制件置于丙酮中浸泡，浸泡后取出烘干，然后进行热处理，热处理时全程通氧；(2)引入二氧化硅基体：将经过预处理后的石英纤维预制件置于无离子硅溶胶中进行真空浸渍，浸渍完成后依次进行真空干燥、烧成，完成一个处理周期，重复该处理周期2～5次完成二氧化硅基体的引入；本步骤中，所述真空浸渍时抽真空至10Pa以下，所述真空浸渍的时间为4～24h；所述真空干燥时的干燥温度控制在100℃～200℃，干燥时间为4～16h；所述烧成的具体操作是指先以10℃/min～20℃/min的升温速度升温到700℃～1000℃，保温30～120min后自然降温；所述烧成的全过程中通氧气，其中升温、保温时氧气流量控制在2～10L/min，降温时的氧气流量控制在5～20L/min；(3)机械加工和清洗：将引入二氧化硅基体后的半成品进行机械加工，得到所需尺寸和形状，然后对机械加工后的半成品用丙酮浸泡，再取出干燥；(4)引入有机硅树脂基体：将经过机械加工和清洗后的半成品置于有机硅树脂的无水乙醇溶液中进行第二次真空浸渍和压力浸渍，所述第二次真空浸渍是指抽真空至10Pa以下浸渍4～24h；所述压力浸渍是指充氮气至1～8MPa后进行高压浸渍4～24h；浸渍完成后晾干并进行交联，完成一个处理周期，重复该处理周期两次以上，完成有机硅树脂基体的引入，得到石英纤维增强复合材料。