一種碳纖維碳化硅復(fù)合材料制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種碳纖維碳化硅復(fù)合材料制備方法，包括如下步驟：將碳纖維預(yù)制體在石墨爐中處理，以丙烷為碳源，惰性氣體為載體進(jìn)行沉積；通過化學(xué)氣相滲透法對(duì)預(yù)制體進(jìn)行致密化處理；將以上試樣經(jīng)過短時(shí)間熱解碳沉積同時(shí)取出；將取出試樣，以PCS先驅(qū)體溶液為浸漬液，經(jīng)過多次浸漬、裂解循環(huán)，獲得碳纖維碳化硅復(fù)合材料。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、低成本、能耗低，所制備的碳纖維碳化硅復(fù)合材料具有優(yōu)異的高溫機(jī)械性能、高熱導(dǎo)率及低膨脹系數(shù)。
【專利說明】一種碳纖維碳化娃復(fù)合材料制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料制備方法，尤其涉及一種碳纖維碳化硅復(fù)合材料制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]制備C/C-SiC復(fù)合材料常用的方法有化學(xué)氣相滲透法(CVI)，先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法(PIP)，“化學(xué)氣相滲透法+先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法”混合工藝(CVI+PIP)、反應(yīng)熔體浸滲法(RMI)。先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法(PIP)又稱聚合物浸潰裂解法，是利用有機(jī)高分子良好的成型性、流動(dòng)性、可加工性以及結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)，使先驅(qū)體在高溫下裂解而轉(zhuǎn)化為無機(jī)陶瓷基體的一種工藝方法。
[0003]采用PIP法制備C/C-SiC復(fù)合材料，目前常用聚碳硅烷(PCS)作為陶瓷先驅(qū)體。通過SiC改性低密度C/C復(fù)合材料，可以在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度、模量、導(dǎo)熱性等一系列材料性能指標(biāo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種方法簡(jiǎn)單、低成本、能耗低，所制備的碳纖維碳化硅復(fù)合材料具有優(yōu)異的高溫機(jī)械性能、高熱導(dǎo)率及低膨脹系數(shù)的碳纖維碳化硅復(fù)合材料制備方法。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種碳纖維碳化硅復(fù)合材料制備方法，包括如下步驟:
[0006]將碳纖維預(yù)制體在石墨爐中處理，以丙烷為碳源，惰性氣體為載體進(jìn)行沉積；
[0007]通過化學(xué)氣相滲透法對(duì)預(yù)制體進(jìn)行致密化處理；
[0008]將以上試樣經(jīng)過短時(shí)間熱解碳沉積同時(shí)取出；
[0009]將取出試樣，以PCS先驅(qū)體溶液為浸潰液，經(jīng)過多次浸潰、裂解循環(huán)，獲得碳纖維碳化硅復(fù)合材料。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0011]進(jìn)一步，所述將碳纖維預(yù)制體在石墨爐中處理，以丙烷為碳源，惰性氣體為載體進(jìn)行沉積步驟的具體實(shí)現(xiàn)如下:
[0012]將體積分?jǐn)?shù)含量為50%?60%碳纖維預(yù)制體在石墨爐中，1000?1600°C條件下處理，并保溫10?50min，以丙烷為碳源，惰性氣體為載體，在800?1200°C溫度條件下進(jìn)行沉積。
[0013]進(jìn)一步，所述將以上試樣經(jīng)過短時(shí)間熱解碳沉積同時(shí)取出步驟的具體實(shí)現(xiàn)如下:
[0014]將以上試樣在1600?2000°C條件下熱解碳沉積I?5min后取出。
[0015]進(jìn)一步，所述將取出試樣，以PCS先驅(qū)體溶液為浸潰液，經(jīng)過多次浸潰、裂解循環(huán)，獲得碳纖維碳化硅復(fù)合材料步驟的具體實(shí)現(xiàn)如下:
[0016]將取出試樣，以PCS先驅(qū)體溶液為浸潰液，在1000?1200°C條件下浸潰、裂解10?50min,并多次循環(huán),獲得碳纖維碳化娃復(fù)合材料。
[0017]所述PCS軟化點(diǎn)為180?200°C，分子量為1000?2000。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:方法簡(jiǎn)單、低成本、能耗低，所制備的碳纖維碳化硅復(fù)合材料具有優(yōu)異的高溫機(jī)械性能、高熱導(dǎo)率及低膨脹系數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明一種碳纖維碳化硅復(fù)合材料制備方法流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0021]如圖1所示，一種碳纖維碳化硅復(fù)合材料制備方法，包括如下步驟:
[0022]將碳纖維預(yù)制體在石墨爐中處理，以丙烷為碳源，惰性氣體為載體進(jìn)行沉積；
[0023]通過化學(xué)氣相滲透法對(duì)預(yù)制體進(jìn)行致密化處理；
[0024]將以上試樣經(jīng)過短時(shí)間熱解碳沉積同時(shí)取出；
[0025]將取出試樣，以PCS先驅(qū)體溶液為浸潰液，經(jīng)過多次浸潰、裂解循環(huán)，獲得碳纖維碳化硅復(fù)合材料。
[0026]實(shí)施例1:
[0027]將體積分?jǐn)?shù)含量為50%碳纖維預(yù)制體在石墨爐中，100(TC條件下處理，并保溫1min,以丙烷為碳源，惰性氣體為載體，在800°C溫度條件下進(jìn)行沉積；通過化學(xué)氣相滲透法對(duì)預(yù)制體進(jìn)行致密化處理；將以上試樣在1600°C條件下熱解碳沉積Imin后取出；將取出試樣，以PCS先驅(qū)體溶液為浸潰液，在1000°C條件下浸潰、裂解lOmin，并多次循環(huán)，獲得碳纖維碳化硅復(fù)合材料。
[0028]實(shí)施例2:
[0029]將體積分?jǐn)?shù)含量為55%碳纖維預(yù)制體在石墨爐中，1400°C條件下處理，并保溫30min,以丙烷為碳源，惰性氣體為載體，在1000°C溫度條件下進(jìn)行沉積；通過化學(xué)氣相滲透法對(duì)預(yù)制體進(jìn)行致密化處理；將以上試樣在1800°C條件下熱解碳沉積3min后取出；將取出試樣，以PCS先驅(qū)體溶液為浸潰液，在1100°C條件下浸潰、裂解30min，并多次循環(huán)，獲得碳纖維碳化硅復(fù)合材料。
[0030]實(shí)施例3:
[0031]將體積分?jǐn)?shù)含量為60%碳纖維預(yù)制體在石墨爐中，1600°C條件下處理，并保溫50min,以丙烷為碳源，惰性氣體為載體，在1200°C溫度條件下進(jìn)行沉積；通過化學(xué)氣相滲透法對(duì)預(yù)制體進(jìn)行致密化處理；將以上試樣在2000°C條件下熱解碳沉積5min后取出；將取出試樣，以PCS先驅(qū)體溶液為浸潰液，在1200°C條件下浸潰、裂解50min，并多次循環(huán)，獲得碳纖維碳化硅復(fù)合材料。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種碳纖維碳化硅復(fù)合材料制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 將碳纖維預(yù)制體在石墨爐中處理，以丙烷為碳源，惰性氣體為載體進(jìn)行沉積； 通過化學(xué)氣相滲透法對(duì)預(yù)制體進(jìn)行致密化處理； 將以上試樣經(jīng)過短時(shí)間熱解碳沉積同時(shí)取出； 將取出試樣，以PCS先驅(qū)體溶液為浸潰液，經(jīng)過多次浸潰、裂解循環(huán)，獲得碳纖維碳化硅復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳纖維碳化硅復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述將碳纖維預(yù)制體在石墨爐中處理，以丙烷為碳源，惰性氣體為載體進(jìn)行沉積步驟的具體實(shí)現(xiàn)如下: 將體積分?jǐn)?shù)含量為50%?60%碳纖維預(yù)制體在石墨爐中，1000?1600°C條件下處理，并保溫10?50min，以丙烷為碳源，惰性氣體為載體，在800?1200°C溫度條件下進(jìn)行沉積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳纖維碳化硅復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述將以上試樣經(jīng)過短時(shí)間熱解碳沉積同時(shí)取出步驟的具體實(shí)現(xiàn)如下: 將以上試樣在1600?2000°C條件下熱解碳沉積I?5min后取出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳纖維碳化硅復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述將取出試樣，以PCS先驅(qū)體溶液為浸潰液，經(jīng)過多次浸潰、裂解循環(huán)，獲得碳纖維碳化硅復(fù)合材料步驟的具體實(shí)現(xiàn)如下: 將取出試樣，以PCS先驅(qū)體溶液為浸潰液，在1000?1200°C條件下浸潰、裂解10?50min,并多次循環(huán),獲得碳纖維碳化娃復(fù)合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種碳纖維碳化硅復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述PCS軟化點(diǎn)為180?200°C，分子量為1000?2000。
【文檔編號(hào)】C04B35/622GK104402483SQ201410606714
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】張洪衛(wèi) 申請(qǐng)人:重慶富地寶科技有限責(zé)任公司