一种C/SiC复合材料制备方法技术

技术编号:14932782 阅读:145 留言:0更新日期:2017-03-31 14:46
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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料制备领域。
技术介绍
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,unidirectional)、两向织物增强(2D)和三维编织物增强(3D)三类,其中2DC/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2DC/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2DC/SiC复合材料的大规模应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种层间剪切强度高的2DC/SiC复合材料制备方法。本专利技术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mPcs(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,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—裂解致密化过程得到复合材料试样。所述石墨模具板上孔间距为3mm。本专利技术具有如下有益效果:本专利技术所述制备方法过程简单,制备的2DC/SiC复合材料剪切强度高达32.1MPa。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。具体实施例:本专利技术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2DC/SiC复合材料,其制备基本分为两步:(1)制备预制体;(2)材料致密化。在预制体的制备过程中,又分为两步:首先按照2DC/SiC复合材料的成形方式,采用mPcs(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3mm),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。2DC/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32.1MPa。本专利技术实施例所述制备方法通过浸渍-裂解致密化过程,得到的2DC/SiC复合材料具有高的层间剪切强度和其它力学性能。以上内容是结合具体的实施方式对本专利技术所做的进一步详细说明,不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说,在不脱离本专利技术构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网
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【技术保护点】
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mPcs(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,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—裂解致密化过程得到复合材料试样。

【技术特征摘要】
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mPcs(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,边涂刷料浆,边铺排碳布,反复进行,达到设...

【专利技术属性】
技术研发人员:陆强
申请(专利权)人:陕西华陆化工环保有限公司
类型:发明
国别省市:陕西;61

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