一种C/SiC复合材料制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于复合材料制备领域。
【背景技术】
[0002]连续碳纤维增韧补强碳化硅基复合材料(C/SiC)是继C/C之后近十余年来发展迅速的一种新型陶瓷基热结构材料。具有耐高温、低密度、高强度、高韧性及可避免灾难性损毁等一系列突出优点，在航空、航天领域具有广阔的应用前景。在制备C/SiC复合材料的众多方法中，先驱体浸渍裂解(PIP)是近年来发展起来的一种很有前途的制备方法，具有工艺简便，先驱体分子可设计，容易制备大型复杂形状的构件及制备成本低等特点。PIP工艺制备的C/SiC复合材料中，常见的碳纤维增强方式有单向纤维增强(1D或UD，unidirect1nal)、两向织物增强(2D)和三维编织物增强(3D)三类，其中2D C/SiC复合材料具有面内力学性能好、制备工艺简单、对设备要求低、能显著降低材料制备成本的优势，因此受到广泛关注，但是，对于2D C/SiC复合材料而言，仍存在层间剪切强度不高、受力易分层的问题，严重制约着2D C/SiC复合材料的大规模应用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种层间剪切强度高的2D C/SiC复合材料制备方法。
[0004]本发明通过以下技术方案予以实现:一种C/SiC复合材料制备方法，包括制备预制体和材料致密化两步骤；所述预制体制备过程中，分为两步:首先按照两向织物增强(2D) C / SiC复合材料的成形方式，采用!?ρα (聚碳娃烧):mDVB (苯)=1:3的配方配制成形料浆，将碳布裁成一定的形状后，铺在布满孔的石墨模具板上，边涂刷料浆，边铺排碳布，反复进行，达到设计厚度后，将另外一个同样的石墨模具盖上，对准孔后上压机定型并固定，随后采用针刺方式带动纤维束沿孔穿过，如此反复进行，直到每个孔都穿有纤维束为止，经高温裂解后脱去石墨模具，制得预制体；预制体反复进行浸渍一裂解致密化过程得到复合材料试样。
[0005]所述石墨模具板上孔间距为3 mm。
[0006]本发明具有如下有益效果:
本发明所述制备方法过程简单，制备的2D C/SiC复合材料剪切强度高达32.1MPa0
【具体实施方式】
[0007]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0008]具体实施例:本发明所述方法采用采用浸渍-裂解致密的同时通过Z向穿刺纤维方式制备2D C/SiC复合材料，其制备基本分为两步:(I)制备预制体；(2)材料致密化。
[0009]在预制体的制备过程中，又分为两步:首先按照2D C/SiC复合材料的成形方式，采用mPes (聚碳硅烷):mDVB (苯)=1:3的配方配制成形料浆，将碳布裁成一定的形状后，铺在布满孔的石墨模具板上(孔间距为3 mm)，边涂刷料浆，边铺排碳布，反复进行，试样预制体达到设计厚度后，将另外一个同样的石墨模具盖上，对准孔后上压机定型并固定；随后采用针刺方式带动纤维束沿孔穿过，如此反复进行，直到每个孔都穿有纤维束为止，经高温裂解后脱去石墨模具，制得的坯体称为预制体。由于制得的预制体中仍然存在大量孔隙，因此需反复进行浸渍-裂解致密化过程最终制得复合材料试样。
[0010]2D C / SiC复合材料试样层间缺乏纤维增强，对材料力学性能产生极为不利的影响，通过碳布穿刺工艺能明显提高复合材料层间的结合，改善复合材料的整体性，提高复合材料的力学性能，尤其是复合材料的剪切强度明显提高，对制得的试样进行力学分析，得出该复合材料试样的弯曲强度、弯曲模量和剪切强度分别高达247.8MPa、37.8GPa和32.1MPa0
[0011 ] 本发明实施例所述制备方法通过浸渍-裂解致密化过程，得到的2D C/SiC复合材料具有高的层间剪切强度和其它力学性能。
[0012]以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种C/SiC复合材料制备方法，其特征在于:包括制备预制体和材料致密化两步骤；所述预制体制备过程中，分为两步:首先按照两向织物增强(2D) C / SiC复合材料的成形方式，采用mPM (聚碳硅烷):m_ (苯)=1:3的配方配制成形料浆，将碳布裁成一定的形状后，铺在布满孔的石墨模具板上，边涂刷料浆，边铺排碳布，反复进行，达到设计厚度后，将另外一个同样的石墨模具盖上，对准孔后上压机定型并固定，随后采用针刺方式带动纤维束沿孔穿过，如此反复进行，直到每个孔都穿有纤维束为止，经高温裂解后脱去石墨模具，制得预制体；预制体反复进行浸渍一裂解致密化过程得到复合材料试样。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述石墨模具板上孔间距为3mm。
【专利摘要】一种C/SiC复合材料制备方法，属于复合材料制备领域。针对目前制备方法存在制备的2D？C/SiC复合材料存在层间剪切强度不高、受力易分层的问题，提供一种高的层间剪切强度C/SiC复合材料制备方法。该方法采用浸渍-裂解致密加Z向穿刺纤维方式，制备出C/SiC复合材料。该制备方法制备的C/SiC复合材料具有很高的层间剪切强度。
【IPC分类】C04B35/622, C04B35/83, C04B35/80, C04B35/565
【公开号】CN105622123
【申请号】CN201410595927
【发明人】陆强
【申请人】陕西华陆化工环保有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月30日