短纤维增强碳化硅基复合材料的制备方法

摘要

本发明提供一种短纤维增强SiC复合材料的制备方法，属于陶瓷基复合材料领域。其特征在于将SiC粉体配成料浆与短纤维通过超声分散的方式，使纤维在基体中充分分散，干燥后脱粘，最后通过放电等离子快速烧结方法制备短纤维增强SiC复合材料。通过该工艺可以制备出纤维分散均匀的复合材料，同时用放电等离子烧结可以减少制备过程中对纤维的损伤。用本发明提供的工艺制备的短纤维增强SiC复合材料的纤维含量高达45vol％，当45vol％SiC纤维补强时采用本发明提供的制备方法，所制备的SiC/SiC复合材料的强度高达350MPa，最大应变为0.15％，明显大于单体SiC的应变。

主权项

1.一种短纤维增强碳化硅基复合材料的制备方法，包括短纤维分散，SiC料浆的制备及两者均匀混合、干燥、烧结工艺过程，其特征在于包括下述工艺步骤：(a)将纳米或亚微米SiC粉与烧结助剂进行球磨湿法混合，然后真空干燥；(b)将步骤(a)制作的含烧结助剂的纳米或亚微米SiC与粘结剂混合物在有机溶剂中球磨混合成浆料；(c)将10％-45％体积含量的从几厘米级到微米级长度的短纤维，首先用搅拌器将短纤维在所对应SiC料浆的分散介质中进行搅拌；(d)在预搅拌好的短纤维中加入步骤(b)制备的浆料的同时用超声分散方法使纤维完全分散在SiC料浆中；(e)将分散好的纤维与浆料溶液快速干燥，最后得到一定厚度的纤维增强SiC复合材料素坯，干燥后在真空或氩气条件下，750～800℃条件下进行脱粘裂解粘结剂；(f)最后在1550℃～1650℃范围内，以100℃/min～300℃/min的升温速度，保温2～10min，压力为15MPa～45Mpa，压力与电流同为竖直方向的条件下用放电等离子快速烧结方法制备出不同含量的纤维增强SiC基复合材料。