作，得到聚甲基硅烷。
[0114] 该对比例所制备成品的应用包括下述步骤：
[0115] 预制件为采用3KPAN基纤维两步法编织的8:1:1的=维碳纤维编织物，纤维的体积 分数为41.3%，经换算后其孔隙率为58.7%，对其进行碳沉积，碳沉积至预制件密度为 0.8g/cm3，在进行1600°C高溫处理，获得纤维保护的预制件。
[0116] 步骤A
[0117] 按体积比，预制件：聚甲基硅烷=5:15;将预制件置于聚甲基硅烷中，进行真空浸 溃2~地，得到含聚甲基硅烷的预制件;真空浸溃时，控制真空度在2000化W下；
[011引步骤B
[0119] 在保护气氛下，于500°C对步骤C所得含聚甲基硅烷的预制件进行固化裂解；
[0120] 步骤C
[0121] 重复步骤A的浸溃、步骤C的固化裂解4次后，在保护气氛下于1300°C进行高溫热裂 解处理；
[0122] 步骤D
[0123] 重复步骤C操作3次，所得材料性能为： 密度为 1.78g/cn? 金属含量 0% 电阻率 2Jxl(fQ.cm
[0124] 导热系数 8W,/m.K弯曲强度320M化 断裂初性 24MPa'助心
[0125] 通过实施例1、实施例2、对比例1、对比例2、对比例3,对比例4,可W看出，金属含量 的提高主要通过浸溃液A，浸溃液B中的金属主要作用是提高陶瓷产率，金属含量越高，材料 的导电性和导热性能更好，但浸溃液A、B对预制件的纤维有一定腐蚀，减弱了材料的力学性 能;通过沉积碳对纤维进行保护后，制备出的材料力学性能更优。
[0126] 实施例3
[0127]步骤一
[01%]配取乙酷丙酬铜400g溶于1000 g苯中，配制成浸溃液A;
[0129] 后面操作完全参照实施例1中步骤二、S、四、五和步骤4、8、(：、0、6，除了步骤五中 交联剂选自乙酷丙酬铜，质量比，聚甲基硅烷:交联剂= 100:20;之后按照实施例1中步骤A、 B、C、D、E进行操作，所得材料性能为： 密度为 2.21g/cm^ 金属含量 32.3% 电阻率 1.3xl:〇-4〇.Gm
[0130] 导热素数魄W/化K弯曲强度398MPa 断裂初性 25MPa'ml/2
[0131] 实施例4
[0132] 步骤一
[0133] 配取乙酷丙酬儀430g溶于1000 g苯中，配制成浸溃液A;
[0134] 后面操作完全参照实施例1中步骤二、S、四、五和步骤4、8、(：、0、6，除了步骤五中 交联剂选自乙酷丙酬儀，质量比，聚甲基硅烷:交联剂= 100:15;之后按照实施例1中步骤A、 B、C、D、E进行操作，所得材料性能为： 密度为 2.11.g/cm.3 金属含量 巧.3 % 电阻率 3.4x10-3Qxm
[0135] 。 导热系数47W/m.K弯曲强度406MPa 断裂初性 26M悦?m"2
【主权项】
1. 一种纤维、陶瓷、金属三维网络复合材料的制备方法;其特征在于包括下述步骤： 步骤一 将碳纤维预制件浸渍在浸渍液A中；取出、干燥后置于浸渍液B中，取出后，进行固化处 理和烧结处理； 所述浸渍液A为含有金属元素的浸渍液;质量比，溶剂:金属元素=100:8~15;浸渍液A中所述溶剂选自乙醇、甲苯、苯、水中的至少一种;浸渍液A中所述金属元素选自过渡金属元 素以及铝元素中的至少一种； 浸渍液B中含有金属掺杂的聚甲基硅烷;质量比，聚甲基硅烷:金属元素=100:1~3;浸 渍液B中所述金属元素选自铁、错、铜、镍、钼、错中的至少一种； 步骤二 重复浸渍、固化处理、烧结处理直至得到密度大于等于1.9g/cm3的成品；所述浸渍包括 在浸渍A中的浸渍和在浸渍B中的浸渍； 所述固化处理的温度为180~250°C; 所述烧结处理的温度为1000~1300°C。2. 根据权利要求1所述的一种纤维、陶瓷、金属三维网络复合材料的制备方法;其特征 在于： 步骤二中，重复浸渍、固化处理、烧结处理直至得到密度大于等于1.7g/cm3的半成品；所 述浸渍包括先在浸渍A中的浸渍，然后再在浸渍B中的浸渍； 得到半成品后，按浸渍B液、固化处理、烧结处理为一个循环，重复循环操作直至得到密 度大于等于1.9g/cm3的成品。3.根据权利要求1所述的一种纤维、陶瓷、金属三维网络复合材料的制备方法;其特征 在于：以密度为0.44-0.55g/cm3的碳纤维为骨架，进行碳沉积至增重9-75%后，在保护气氛 下，对预制件进行1550°C~1650°C高温开孔处理2~3h，得到所述碳纤维预制件； 进行碳沉积时，以丙烯为碳源，以氩气为稀释气体，沉积时控制炉内气压为2.0- 3.OKPa、温度为900~1000°C;碳沉积时，碳源气体与稀释气体的体积比为1:5-1:1。4. 根据权利要求1所述的一种纤维、陶瓷、金属三维网络复合材料的制备方法;其特征 在于： 浸渍液A中的金属元素选自六1、？6、(^1、附、]\1〇、1';[、21'中的至少一种。5.根据权利要求4所述的一种纤维、陶瓷、金属三维网络复合材料的制备方法;其特征 在于:浸渍液A中的金属元素由金属有机化合物和/或可溶性金属盐提供。6. 根据权利要求4所述的一种纤维、陶瓷、金属三维网络复合材料的制备方法;其特征 在于:浸溃液A中； A1元素由乙酰丙酮铝、氯化铝、硝酸铝、烷基铝中的至少一种提供； Fe元素由乙酰丙酮铁、氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁、二茂铁中的至少一种提供； Cu元素由乙酰丙酮铜、氯化铜、硝酸铜、苯基铜中的至少一种提供； Ni元素由乙酰丙酮镍、氯化镍、硝酸镍、烷基镍中的至少一种提供； Mo元素由二（乙酰丙酮)氧化钼、氯化钼中的至少一种提供； Ti元素由乙酰丙酮钛、氯化钛中的至少一种提供； Zr元素由乙酰丙酮锆、氯化锆、正丁醇锆、正丙醇锆中的至少一种提供。7. 根据权利要求1所述的一种纤维、陶瓷、金属三维网络复合材料的制备方法;其特征 在于:浸渍液B中，金属元素的质量分数为1~3%，含有金属掺杂的聚甲基硅烷是通过下述 方法制备的： 步骤A 将铝粉加入钠砂中，保护气氛下，搅拌，得到备用钠砂;所述铝粉的粒度为30-50um，钠 砂的粒度为〇. 5-10um;所述备用钠砂中A1与Na的质量比为1:12~1:15; 步骤B 按Na与Si的摩尔比，Na:Si= 2.5~1:2~1配取备用钠砂和单体;在保护气氛下，先将钠 砂装入反应釜中，然后加入有机溶剂;搅拌，升温至70-85°C后，分至少2次将配取的单体滴 入反应釜中，搅拌，进行回流反应;得到反应后液;所述单体为二氯甲基硅烷； 步骤C 在保护气氛下，对步骤B所得反应后液进行离心处理，离心所得液体在保护气氛下经蒸 馏处理，得到聚甲基硅烷； 步骤D 按质量比；聚甲基硅烷:交联剂=100:3.4~36,配取聚甲基硅烷、交联剂后溶于有机溶 剂中，在保护气氛下，于40~50°C搅拌反应后升温至120~150°C，继续搅拌反应，得到含金 属聚甲基硅烷;所述交联剂为乙酰丙酮金属盐;所述乙酰丙酮金属盐选自乙酰丙酮铜、乙酰 丙酮锆、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮镍、二（乙酰丙酮)氧化钼、乙酰丙酮钛中的至少一种。 步骤A中，步骤B中所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、苯、四氢呋喃、二甲亚砜中的一种， 所述有机溶剂优选为甲苯； 步骤B中，有机溶剂与所配取单体的体积之比为6:1~8:1; 步骤B中，所配取的单体分3-6次加入反应釜中，每次加入采用滴加的方式加入，滴加的 速度为20-30mL/min;每次滴加完成后，搅拌120~180min后再进行下一次的滴加； 步骤B中，进行回流反应时，所用冷凝剂为低粘度硅油；所述硅油的粘度为lOcps-15cps;所述搅拌的速度为100-130转/分钟； 步骤C所制备的聚甲基硅烷的分子量为800-900;室温粘度为0.02-0.03Pa.S。8. 根据权利要求1或2所述的一种纤维、陶瓷、金属三维网络复合材料的制备方法;其特 征在于： 浸渍浸渍液A时，将碳纤维预制件浸渍在浸渍液A中，真空浸渍0.5-lh，取出，放入烘箱 中烘干； 浸渍浸渍液B时，采用真空浸渍，碳纤维预制件先室温下真空浸渍l_2h然后加热至60-120°C，真空浸渍l_2h; 浸渍浸渍液A和浸渍液B时，控制真空度小于等于2000Pa。9. 根据权利要求1或2所述的一种纤维、陶瓷、金属三维网络复合材料的制备方法;其特 征在于： 固化处理时，控制真空度小于等于2000Pa，单次固化处理的时间为6-8小时； 烧结处理时，控制真空度小于等于2000Pa，单次烧结的时间为8-12小时。10. 根据权利要求1或2所述的一种纤维、陶瓷、金属三维网络复合材料的制备方法;其 特征在于:所得成品的密度为1 · 9~2 ·Og/cm3 〇
【专利摘要】本发明涉及一种纤维、陶瓷、金属三维网络复合材料的制备方法；属于碳陶复合材料制备技术领域。本发明首先将碳纤维预制件浸渍在浸渍液A中；取出、干燥后置于浸渍液B中，取出后，进行固化处理和烧结处理；然后重复浸渍、固化处理、烧结处理直至得到密度大于等于1.9g/cm3的成品。本发明制备工艺简单，便于工业化应用。本发明所得成品物理性质优越，尤其是具有优异的电学、力学等性能。
【IPC分类】D06M11/77, D06M11/83, D06M11/74
【公开号】CN105421033
【申请号】CN201510751164
【发明人】钟丹, 薛珊燕, 朱建丰, 蒋军军
【申请人】湖南博望碳陶有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月6日