【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及增材制造领域，具体为一种连续纤维增韧陶瓷丝材的成型装置及制备方法。
技术介绍
1、连续纤维增韧陶瓷基复合材料是一种新型战略性耐热结构材料，受载时连续纤维带来的裂纹偏转、界面脱粘和纤维桥接等机制，使其具有硬度高、密度低、热导率高、化学性能稳定、高温强度与抗腐蚀性能优异等优点，已广泛应用于航空航天、核能等领域。
2、目前连续纤维增韧陶瓷基复合材料成型主要依赖于反应熔体浸渗，化学气相渗透，纤维编织技术等传统工艺，成本较高，工艺难度大，难以实现复杂结构成型；而现有例如直写成型，熔融沉积成型等增材制造方式多则难以直接实现连续纤维增韧陶瓷复合材料的成型，这些问题严重阻碍了连续纤维陶瓷复合材料广泛应用。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种连续纤维增韧陶瓷丝材的成型装置及制备方法，将连续纤维引入热塑性陶瓷丝材中以便于增材制造，大幅降低连续纤维陶瓷复合材料成型工艺难度。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、第一方面，本申请提出了一种连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法，包括以下步骤：
4、将不同粒径的陶瓷粉末体按比例配制，与分散剂混合后球磨，得到级配混合陶瓷粉体；
5、将液态的塑形材料在真空状态下与级配混合陶瓷粉体进行均质化处理，得到陶瓷浆料；
6、将陶瓷浆料均匀包覆在连续纤维上并压实固化，得到连续纤维增韧陶瓷丝材。
7、优选的，所述陶瓷粉末为碳化硅，氮化硅，氧化铝，二硼
8、优选的，所述塑形材料为热塑性或热固性材料；
9、所述热塑性材料包括聚乙二醇，聚己内酯，聚乙烯醇缩丁醛，聚甲基丙烯酸甲酯等一种或几种；
10、所述热固性材料包括酚醛树脂，脲醛树脂，环氧树脂等一种或几种。
11、优选的，采用热塑性材料制备的陶瓷浆料，该陶瓷浆料包覆在连续纤维上，然后进行压实冷却，使陶瓷浆料固化。
12、优选的，采用热固性材料制备的陶瓷浆料，该陶瓷浆料包覆在连续纤维上，然后压实并进行加热，使陶瓷浆料固化。
13、优选的，所述塑形材料与陶瓷粉末的质量比为1：(3-4)。
14、优选的，所述连续纤维为碳纤维，碳化硅纤维，氮化硅纤维和氧化铝纤维中的一种。
15、第二方面，本申请提出了一种用于实现所述连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法的成型装置，包括挤出装置、共挤出喷嘴、纤维输送装置、丝材压合辊和丝材卷绕装置；
16、所述共挤出喷嘴中形成有用于穿过连续纤维的纤维孔，所述挤出装置用于灌注陶瓷浆料，挤出装置的输出端与纤维孔连通，使陶瓷浆料包覆在连续纤维上；
17、所述纤维输送装置设置在共挤出喷嘴的输入端，用于将连续纤维输入至纤维孔中；
18、所述丝材压合辊和丝材卷绕装置依次设置在共挤出喷嘴的输出端，丝材压合辊用于对包覆有陶瓷浆料的连续纤维挤压，丝材卷绕装置用于对连续纤维增韧陶瓷丝材进行卷装。
19、优选的，所述纤维输送装置上设置有料筒恒温装置，用于控制陶瓷浆料进行温度。
20、优选的，所述丝材压合辊的两端设置有丝材恒温装置，用于对包覆有陶瓷浆料的连续纤维进行温控使陶瓷浆料固化。
21、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
22、本专利技术提供了一种连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法，将连续纤维引入热塑性陶瓷丝材中以便于增材制造，大幅降低连续纤维陶瓷复合材料成型工艺难度，该方法通过陶瓷包覆浆料与连续纤维共挤出的方式，实现了连续纤维增韧陶瓷丝材的制备，与现有熔融沉积等丝材增材制造工艺适配，简化了连续纤维增韧陶瓷复合材料的成型步骤，提高成型效率与成型效果，扩展了丝材增材制造的应用领域，解决了连续纤维增韧陶瓷复合材料复杂结构件难以成型的问题，制备的连续纤维增韧陶瓷丝材为核壳结构。
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1.一种连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法，其特征在于，所述陶瓷粉末为碳化硅，氮化硅，氧化铝，二硼化锆，二硼化铪中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法，其特征在于，所述塑形材料为热塑性或热固性材料；
4.根据权利要求1所述的一种连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法，其特征在于，采用热塑性材料制备的陶瓷浆料，该陶瓷浆料包覆在连续纤维上，然后进行压实冷却，使陶瓷浆料固化。
5.根据权利要求1所述的一种连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法，其特征在于，采用热固性材料制备的陶瓷浆料，该陶瓷浆料包覆在连续纤维上，然后压实并进行加热，使陶瓷浆料固化。
6.根据权利要求1所述的一种连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法，其特征在于，所述塑形材料与陶瓷粉末的质量比为1：(3-4)。
7.根据权利要求1所述的一种连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法，其特征在于，所述连续纤维为碳纤维，碳化硅纤维，氮化硅纤维和氧化铝纤维中的一种。>
8.一种用于实现权利要求1-7任一项所述连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法的成型装置，其特征在于，包括挤出装置、共挤出喷嘴、纤维输送装置、丝材压合辊和丝材卷绕装置；
9.根据权利要求8所述的一种连续纤维增韧陶瓷丝材的成型装置，其特征在于，所述纤维输送装置上设置有料筒恒温装置，用于控制陶瓷浆料进行温度。
10.根据权利要求8所述的一种连续纤维增韧陶瓷丝材的成型装置，其特征在于，所述丝材压合辊的两端设置有丝材恒温装置，用于对包覆有陶瓷浆料的连续纤维进行温控使陶瓷浆料固化。
...【技术特征摘要】
1.一种连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法，其特征在于，所述陶瓷粉末为碳化硅，氮化硅，氧化铝，二硼化锆，二硼化铪中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法，其特征在于，所述塑形材料为热塑性或热固性材料；
4.根据权利要求1所述的一种连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法，其特征在于，采用热塑性材料制备的陶瓷浆料，该陶瓷浆料包覆在连续纤维上，然后进行压实冷却，使陶瓷浆料固化。
5.根据权利要求1所述的一种连续纤维增韧陶瓷丝材的制备方法，其特征在于，采用热固性材料制备的陶瓷浆料，该陶瓷浆料包覆在连续纤维上，然后压实并进行加热，使陶瓷浆料固化。
6.根据权利要求1所述的一种连续...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁中良，张海天，宁帅，朱晓辉，李涤尘，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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