一种碳纤维增韧的碳-碳化硅基复合材料制备方法

摘要

一种碳纤维增韧的碳-碳化硅基复合材料，其特征在于增强相为碳纤维，基体相由2～5层碳、碳化硅依次叠层而成，最外层是碳化硅，保证复合材料的抗氧化性能。一种碳纤维增韧的碳-碳化硅基复合材料的制备方法，其特征在于通过硼酚醛和聚碳硅烷依次浸渍热解而成。本发明主要优点是：(1)碳纤维与碳-碳化硅基体热膨胀匹配好，复合材料低温裂纹缺陷显著减少，低温抗氧化性能提高；(2)复合材料弹性模量降低，复合材料断裂韧性提高；(3)制备方法周期短，成本低，可方便进行复合材料基体的结构设计和优化；(4)制备的碳纤维增韧的碳-碳化硅基复合材料纯度高。(5)碳纤维可以是连续碳纤维编织件，也可以是短纤维轧制的碳毡；(6)该复合材料基体由碳和碳化硅组成，密度比碳纤维增韧碳化硅小。

主权项

1. 一种碳纤维增韧的碳—碳化硅基复合材料的制备方法，其特征在于通过硼酚醛和聚碳硅烷依次浸渍热解，包括下述顺序的步骤：(1). 将碳纤维织物置于密闭容器中，抽真空后吸入硼酚醛/酒精溶液，直至浸没织物；浸泡后取出，样品转移至高压釜中，升温并抽真空维持0.5～1h后加4～8MPa气压，保持1～2h后再升温150～200℃进行预固化，之后升温至210～240℃进行后固化，然后将样品置于900～1200℃氮气气氛下中裂解5～8h，获得热解碳；(2). 再将试样置于密闭容器中，抽真空后吸入60～90℃的聚碳硅烷/乙烯基苯溶液，浸没编织物，浸泡后取出，样品转移至高压釜中升温，抽真空0.5～1h后，加4～8MPa气压1～2h，并升温至150～200℃进行固化4～8h，然后将样品置于1100～1300℃氮气气氛下裂解5～8h，获得热解碳化硅；(3). 依次重复步骤(1)和(2)各2～5次；(4). 重复步骤(2)2～3次，获得复合材料。