本发明属于一种制备复合材料的方法，涉及一种原位自生max相改性复合材料的制备方法。
背景技术：
max相是一种特殊的层状陶瓷，其结构中同时包含共价键、金属键、离子键，所以max相同时具有耐高温、抗氧化、高导电、高导热等优良性能。max相引入到复合材料中可以提高复合材料的力学性能、电磁性能、抗氧化性能等。目前的主要制备方法是热压、聚合物裂解法、放电等离子烧结等。ti3sic2、ti3si(al)c2都属于max相。
文献1“殷小玮,张立同,成来飞,何珊珊,范尚武,刘永胜.ti3sic2改性c/sic复合材料的制备方法，中国，cn101508591.2009.”公开了一种将tic粉浆料浸渗到c/sic和c/c复合材料中，制备改性复合材料的方法，通过此方法得到的ti3sic2改性的c/sic复合材料，具有良好的力学性能。
文献2“fan,x.,etal.(2014).synthesisofti3sic2-basedmaterialsbyreactivemeltinfiltration.internationaljournalofrefractorymetalsandhardmaterials45:1-7.”公开了通过tic与c粉混合后与si进行溶体渗透反应来制备ti3sic2相陶瓷，由于该过程中必须使用c粉，样品中会生成sic，所以会降低了max相的相对含量。
文献3“wang,l.,etal.(2014)."ti3si(al)c2-basedceramicsfabricatedbyreactivemeltinfiltrationwithal70si30alloy."journaloftheeuropeanceramicsociety34(6)：1493-1499.”公开了一种通过al-si合金溶体渗透的方法制备ti3si(al)c2相，得到的材料是由ti3si(al)c2、sic、ti(al,si)3、tic、al组成的多相复合材料，由于使用的al-si合金al的含量较高，所以内部存在大量的铝，对材料的高温力学性能会有很大的影响。
技术实现要素：
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种原位自生max相改性复合材料的制备方法，在不加入c的情况下生成max相，避免生成多余的sic，并且由于使用的al的量比较少，所以不存在残余的al，会大幅度提高材料的高温力学性能。
技术方案
一种原位自生max相改性复合材料的制备方法，其特征在于以颗粒直径为0.5～1.5μm的tic粉、al粉为原料，tic粉与al粉的质量比为30:1～6:1，并按以下步骤制备：
步骤1：在60～100℃蒸馏水中加入质量分数0.5～2％的羧甲基纤维素钠，搅拌溶解成溶液，冷却至室温；
步骤2：tic粉、al粉加入溶液中，所述tic的加入量为蒸馏水质量50～70％，球磨12～24小时得到浆料；
步骤3、将浆料通过浆料浸渍法引入cf/sic或sicf/sic多孔预制体中得到复合材料预制体：将cf/sic或sicf/sic多孔预制体放入密闭容器中，多孔预制体悬挂在浆料之上，抽真空至真空度为1000～10000pa，保持10～20分钟，然后将多孔预制体浸没在浆料中，继续抽真空真空度1000～10000pa，保持10～20分钟，然后给密闭容器通入氩气或氮气使得密闭容器内部压力达到0.8～1mpa，保持压力20～40分钟后取出置于烘箱中100～150℃烘干0.5～2小时，重复此步骤直到预制体较上次增重少于1％；
步骤4、将复合材料预制体经过真空液硅渗透得到原位自生max相改性的复合材料：将经过浆料浸渍法后的多孔预制体或预制体片包裹在si粉中，在真空度为1000～10000pa的真空炉中1400～1600℃保温10～60分钟。
所述cf/sic或sicf/sic多孔预制体的开气孔率为15～30vol％。
有益效果
本发明提出的一种原位自生max相改性复合材料的制备方法，以tic粉和少量的al粉为原料，通过把羧甲基纤维素钠加入热水中溶解制成溶液后，混入tic粉及al粉，然后通过浆料浸渍法引入到cf/sic或sicf/sic多孔预制体中或直接制备成陶瓷，再通过真空液硅渗透法得到max相改性复合材料，本发明相对于现有的技术方案避免了引入c，没有多余的sic生成，提高了max相含量，并且使用的al量较少，所以没有残余的al存在。
本发明通过tic与al粉混合，液硅渗透反应生成了max相。本发明避免了引入c，没有多余的sic生成，提高了max相含量。本发明使用的al量较少，所以没有残余的al存在。
附图说明
图1为实施例1中的max相eds图谱。
图2为实施例2中的改性复合材料xrd图谱。
图3为实施例3中的改性复合材料xrd图谱。
图4为实施例3中的改性复合材料的弯曲测试应力-应变曲线。
图5为实施例3中的bse图片。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
实施例1，选取密度为1.54g/cm3的二维c/sic多孔复合材料，将1.5g的羧甲基纤维素钠溶解在300ml80℃的水中，然后将180g粒径为1μm的tic粉末与6g粒径为1μm的al粉加入溶液中，球磨混合24小时后得到浆料。将复合材料和浆料放入密闭容器中，复合材料悬挂在浆料之上，抽真空至真空度低于1000pa，保持真空度15分钟，然后将复合材料浸没在浆料中，继续抽真空，保持30分钟，取出在150℃烘箱中烘干1小时，重复三次浆料浸渍得到复合材料预制体。然后将得到的复合材料预制体埋在si粉中，在高温真空炉中1600℃下保温30分钟反应，得到密度为2.23g/cm3，开气孔率为8％的max相改性的cf/sic复合材料，基体中ti3si(al)c2，tisi2，sic体积分数分别为42vol％，35vol％和23vol％。
实施例2，选取密度为1.54g/cm3的二维c/sic多孔复合材料，将1.5g的羧甲基纤维素钠溶解在300ml80℃的水中，然后将180g粒径为1μm的tic粉末与12g粒径为1μm的al粉加入溶液中，球磨混合24小时后得到浆料。将复合材料和浆料放入密闭容器中，复合材料悬挂在浆料之上，抽真空至真空度低于1000pa，保持真空度15分钟，然后把复合材料浸没在浆料中，继续抽真空，保持30分钟，取出在150℃烘箱中烘干1小时，重复三次浆料浸渍得到复合材料预制体。然后将得到的复合材料预制体埋在si粉中，在高温真空炉中1600℃下保温30分钟反应，得到密度为2.21g/cm3，开气孔率为11.8％的max相改性的cf/sic复合材料。
实施例3，选取密度为1.54g/cm3的二维c/sic多孔复合材料，将1.5g的羧甲基纤维素钠溶解在300ml80℃的水中，然后将180g粒径为1μm的tic粉末与18g粒径为1μm的al粉加入溶液中，球磨混合24小时后得到浆料。将复合材料和浆料放入密闭容器中，复合材料悬挂在浆料之上，抽真空至真空度低于1000pa，保持真空度15分钟，然后把复合材料浸没在浆料中，继续抽真空，保持30分钟，取出在150℃烘箱中烘干1小时，重复三次浆料浸渍得到复合材料预制体。然后将得到的复合材料预制体埋在si粉中，在高温真空炉中1600℃下保温30分钟反应得到密度为2.23g/cm3，开气孔率为8％的max相改性的cf/sic复合材料。
从图3中可以看出，所得到的材料含有ti3si(al)c2相。
从图4中可以看出，所得到的改性后的材料其弯曲强度为365mpa。
实施例4，选取密度为1.54g/cm3的二维c/sic多孔复合材料，将1.5g的羧甲基纤维素钠溶解在300ml80℃的水中，然后将180g粒径为1μm的tic粉末与24g粒径为1μm的al粉加入溶液中，球磨混合24小时后得到浆料。把复合材料和混合溶液放入密闭容器中，复合材料悬挂在浆料之上，抽真空至真空度低于1000pa，保持真空度15分钟后把复合材料浸没在浆料中，继续抽真空30分钟后取出在150℃烘箱中烘干1小时，重复三次浆料浸渍得到复合材料预制体，然后把得到的复合材料预制体埋在si粉中，在高温真空炉中1600℃下保温30分钟反应，得到的复合材料中基体中ti3si(al)c2，tisi2，sic体积分数分别为，59vol％，27vol％，14vol％。
实施例5，选取密度为1.54g/cm3的二维c/sic多孔复合材料，将1.5g的羧甲基纤维素钠溶解在300ml80℃的水中，然后将180g粒径为1μm的tic粉末与30g粒径为1μm的al粉加入溶液中，球磨混合24小时后得到浆料，把复合材料和混合溶液放入密闭容器中，复合材料悬挂在浆料之上，抽真空至真空度低于1000pa，保持真空度15分钟后把复合材料浸没在浆料中，继续抽真空30分钟后取出在150℃烘箱中烘干1小时，重复三次浆料浸渍得到复合材料预制体，然后把得到的复合材料预制体埋在si粉中，在高温真空炉中1600℃下保温30分钟反应，得到复合材料基体中ti3si(al)c2，tisi2，sic体积分数分别为，69vol％，15vol％，16vol％。