一种制备碳纤维/氮化硅结构吸波材料的工艺方法与流程

文档序号:12102261阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种制备碳纤维/氮化硅结构吸波材料的工艺方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1. 制备SiC纳米纤维改性碳纤维,然后进行短切,备用;

S2. 将丙烯酰胺和交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶于去离子水中,用氨水调节pH值,制备得到预混液备用;

S3. 在氮化硅粉末加入四甲基氢氧化铵、氧化钇和氧化铝混合均匀,再将其与步骤S2所得预混液混合进行球磨(一),最后,加入步骤S1所得SiC纳米纤维改性碳纤维,进行球磨(二),得到凝胶注模浆料备用;

S4. 注凝固化:将步骤S3所得浆料抽真空除泡后加入过硫酸铵溶液和四甲基乙二胺,搅拌混合均匀后注入模具,常温固化成型,放入烘箱干燥后得生坯;

S5. 烧结成型:将步骤S4所得生坯,放入氮气气氛炉进行程序升温烧结成型,得改性碳纤维/氮化硅结构吸波材料;

其中,S1所述SiC纳米纤维改性碳纤维的制备包括以下步骤:

S1-1.将碳纤维放入丙酮溶液中进行浸泡,然后取出用去离子水进行超声清洗,放入真空干燥箱中进行干燥,备用;

S1-2.将步骤S1-1所得碳纤维放入硝酸镍溶液中,进行超声、浸泡,然后用去离子水清洗,最后放入真空干燥箱中进行干燥,得表面加载有镍催化剂的碳纤维,备用;

S1-3.将经步骤S1-2所得的表面加载有镍催化剂的碳纤维放入化学气相沉积炉中,进行沉积改性反应,得SiC纳米纤维改性碳纤维。

2.根据权利要求1所述制备改性碳纤维/氮化硅结构吸波材料的工艺方法,其特征在于,步骤S1所述短切得到的SiC纳米纤维改性碳纤维的长度为2~4mm。

3.根据权利要求1所述制备改性碳纤维/氮化硅结构吸波材料的工艺方法,其特征在于,步骤S2所述丙烯酰胺和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺按质量比10:1~5:1,所述pH值为9~10。

4.根据权利要求1所述制备改性碳纤维/氮化硅结构吸波材料工艺方法,其特征在于,步骤S3所述四甲基氢氧化铵与氮化硅粉末的体积质量比为(5~6)ml:100g,所述氧化钇的添加量为氮化硅粉末重量8~10%,所述氧化铝的添加量为氮化硅粉末重量4~6%,所述SiC纳米纤维改性碳纤维的添加量为氮化硅粉末重量的1~6%;所述球磨(一)的时间为2~4h,所述球磨(二)的时间5~10min。

5.根据权利要求1所述制备改性碳纤维/氮化硅结构吸波材料的工艺方法,其特征在于,步骤S4所述过硫酸铵溶液的加入量为氮化硅粉末重量的10~15%,所述四甲基乙二胺的加入量为氮化硅粉末重量的5~7%;所述烘箱干燥的温度为50~60℃。

6.根据权利要求1所述制备碳纤维/氮化硅结构吸波材料的工艺方法,其特征在于,步骤S5所述程序升温烧结成型具体为在氮气气氛炉中以2~5℃/min的升温速率至1650~1750℃,常压烧结1.5~2h。

7.根据权利要求1所述制备碳纤维/氮化硅结构吸波材料的工艺方法,其特征在于,步骤S1-1所述浸泡时间为12~24h;所述超声清洗次数4~6次;所述干燥温度为100~120℃,时间为6~8h。

8.根据权利要求1所述制备碳纤维/氮化硅结构吸波材料的工艺方法,其特征在于,步骤S1-2所述硝酸镍的浓度为6~12wt%;所述超声时间为30~60min;所述浸泡时间为12~20h;所述去离子水清洗次数为3~6次;所述干燥的温度为40~60℃,时间为10~12h。

9.根据权利要求1所述制备碳纤维/氮化硅结构吸波材料的工艺方法,其特征在于,步骤S1-3所述沉积改性反应条件为设置沉积气源三氯甲基硅烷、载气氢气、还原氢气和稀释氩气的流量比为1:1.5~2: 2~3: 2~4,积温度为1000~1100℃、沉积压力为700~1000Pa,沉积时间为2~6h。

10.根据权利要求1至9任意一项所述工艺方法制备得到的碳纤维/氮化硅结构吸波材料。

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