炉中般烧，般烧的溫度为205(TC，般烧压力120Mpa，般 烧比，冷却后取出破碎，过200目筛，得到陶瓷微粉； 第2步、碳纤维表面处理；用质量浓度为60%的硝酸处理碳纤维，室溫下处理比，经水 洗烘干，得到刻蚀碳纤维； 第3步、粉体混合；将刻蚀碳纤维与陶瓷微粉置于研磨机中，两者的质量之比为1:4,在 研磨机中加入95%酒精，研磨比后烘干，得到混合粉体； 第4步、取E44环氧树脂52g、聚酷胺固化剂45g、硅烷偶联剂8g、聚丙締酸醋6g、硫化 异下締3g和混合粉体lOg，其中，刻蚀碳纤维2g，碳化娃陶瓷微粉8g，揽拌均匀，在室溫下固 化，即制备得到碳纤维增强复合材料。
[0022] 实施例4 一种碳纤维增强复合材料的制备方法，包括如下步骤： 第1步、制备碳化娃陶瓷基体：取碳化娃粉体66g、氧化侣粉体lOg、二氧化娃lOg和纳 米氧化铁粉体3g放入模具置于高溫炉中般烧，般烧的溫度为2050°C，般烧压力120Mpa，般 烧比，冷却后取出破碎，过200目筛，得到陶瓷微粉； 第2步、碳纤维表面处理；用质量浓度为60%的硝酸处理碳纤维，室溫下处理比，经水 洗烘干，得到刻蚀碳纤维； 第3步、粉体混合；将刻蚀碳纤维与陶瓷微粉置于研磨机中，两者的质量之比为1:2,在 研磨机中加入95%酒精，研磨比后烘干，得到混合粉体； 第4步、取E44环氧树脂56g、聚酷胺固化剂45g、硅烷偶联剂llg、聚丙締酸醋8g、硫化 异下締5g和混合粉体9g，其中，刻蚀碳纤维3g，碳化娃陶瓷微粉6g，揽拌均匀，在室溫下固 化，即制备得到碳纤维增强复合材料。
[0023] 实施例5 一种碳纤维增强复合材料的制备方法，包括如下步骤： 第1步、制备碳化娃陶瓷基体：取碳化娃粉体76g、氧化侣粉体7g、二氧化娃llg和纳米 氧化铁粉体5g放入模具置于高溫炉中般烧，般烧的溫度为2050°C，般烧压力120Mpa，般烧 比，冷却后取出破碎，过200目筛，得到陶瓷微粉； 第2步、碳纤维表面处理；用质量浓度为60%的硝酸处理碳纤维，室溫下处理比，经水 洗烘干，得到刻蚀碳纤维； 第3步、粉体混合；将刻蚀碳纤维与陶瓷微粉置于研磨机中，两者的质量之比为1:3,在 研磨机中加入95%酒精，研磨比后烘干，得到混合粉体； 第4步、取E44环氧树脂60g、聚酷胺固化剂48g、硅烷偶联剂llg、聚丙締酸醋7g、硫化 异下締5g和混合粉体12g，其中，刻蚀碳纤维3g，碳化娃陶瓷微粉9g，揽拌均匀，在室溫下固 化，即制备得到碳纤维增强复合材料。
[0024] 对照例1 与实施例5的区别在于：将刻蚀碳纤维直接与环氧树脂复合。
[00巧]第1步、碳纤维表面处理；用质量浓度为60%的硝酸处理碳纤维，室溫下处理比， 经水洗烘干，得到刻蚀碳纤维； 第2步、取E44环氧树脂60g、固化剂48g、硅烷偶联剂llg、聚丙締酸醋7g、硫化异下締 5g和刻蚀碳纤维3g，揽拌均匀，在室溫下固化。
[0026] 对照例2 与实施例5的区别在于：刻蚀碳纤维与树脂复合，未加入陶瓷微粉。
[0027] 第1步、碳纤维表面处理；用质量浓度为60%的硝酸处理碳纤维，室溫下处理比， 经水洗烘干，得到刻蚀碳纤维； 第2步、取E44环氧树脂60g、固化剂48g、硅烷偶联剂llg、聚丙締酸醋7g、硫化异下締 5g和刻蚀碳纤维3g，揽拌均匀，在室溫下固化。
[0028] 将上述实施例和对照例制备得到的碳纤维增强复合材料，进行性能测试： 首先，在拉力试验机和冲击试验机测试其拉伸强度和冲击强度，结果如表1所示： 表1实施例1~5和对照例1~2拉伸强度和冲击强度数据
由上表可知，通过加入碳化娃陶瓷微粉，复合材料的弹性模量、拉伸强度均有所增加， 断裂伸长率降低，其中碳纤维含量对上述指标具有正相关的作用。而且，树脂组分的不同， 也对复合材料的性能产生影响。
[0029] 通过万能试验机测定实施例和对照例复合材料的抗弯性能，结果如表2所示： 表2实施例1~5和对照例1~2抗弯性能测试数据
由上表可知'，通过加入碳化娃陶瓷微粉，调整树脂组分'，改变制备工艺得到复合材料抗 弯性能相关指标显著上升，达到优异水平，其中碳纤维含量对上述指标具有正相关的作用。
【主权项】
1. 一种碳纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 第1步、按重量计，取碳化硅粉体60~85份、氧化铝粉体5~15份、二氧化硅7~15 份和纳米氧化钛粉体2~5份放入模具置于高温炉中煅烧，煅烧时间l-2h，冷却后取出破 碎，过200目筛，得到陶瓷微粉； 第2步、用质量浓度为60%的硝酸处理碳纤维，室温下处理lh，经水洗烘干，得到刻蚀碳 纤维； 第3步、将刻蚀碳纤维与陶瓷微粉置于研磨机中，两者的质量之比为0. 5~1:2,在研磨 机中加入95%酒精，研磨Ih后烘干，得到混合粉体； 第4步、按重量份计，取E44环氧树脂45~60份、固化剂35~48份、硅烷偶联剂5~ 12份、聚丙烯酸酯5~10份、硫化异丁烯2~6份和混合粉体6~12份，搅拌均勾，在室温 下固化，即制备得到碳纤维增强复合材料。2. 根据权利要求1所述的耐候性改性环氧树脂沥青材料的制备方法，其特征在于：所 述第1步中，煅烧的温度为1980~2150°C。3. 根据权利要求1所述的耐候性改性环氧树脂沥青材料的制备方法，其特征在于：所 述第1步中，煅烧压力为100~200Mpa。4. 根据权利要求1所述的耐候性改性环氧树脂沥青材料的制备方法，其特征在于：所 述第4步中，固化剂为聚酰胺固化剂。5. 根据权利要求1所述的耐候性改性环氧树脂沥青材料的制备方法，其特征在于：所 述第4步中，硅烷偶联剂KH550和KH560的一种或两种。
【专利摘要】本发明公开一种碳纤维增强复合材料的制备方法，属于材料工程技术领域。本发明通过将碳纤维与碳化硅陶瓷基体和环氧树脂复合制备得到碳纤维增强复合材料，解决了现有碳纤维增强树脂复合材料部分机械性能不足的问题，显著提高了碳纤维增强复合材料的抗弯性能。
【IPC分类】C04B35/565, C04B26/10, C04B14/38, C04B35/626
【公开号】CN105198279
【申请号】CN201510747240
【发明人】李孟平
【申请人】李孟平
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年11月4日