一种SiC纳米线改性C/C复合材料的制备方法技术

技术编号:9484846 阅读:326 留言:0更新日期:2013-12-25 19:14
本发明专利技术公开了一种SiC纳米线改性C/C复合材料的制备方法,利用聚碳硅烷、二茂铁、二甲苯的混合溶液真空浸渗-碳纤维预制体-原位反应法向碳纤维预制体中引入SiC纳米线,再采用化学气相沉积热解炭得到SiC纳米线改性C/C复合材料。具体工程为:将碳纤维预制体清洗后烘干备用;配制聚碳硅烷、二茂铁、二甲苯的混合溶液,在真空环境下将混合溶液渗入碳纤维预制体,经烘干、高温热处理获得含SiC纳米线的碳纤维预制体;将所制备的含SiC纳米线的碳纤维预制体沉积热解炭得到SiC纳米线改性C/C复合材料试样。本发明专利技术利用SiC纳米线的增强增韧机制,提高材料的力学性能。与相同工艺下的未加SiC纳米线的C/C复合材料相比,加入SiC纳米线后,C/C复合材料的三点弯曲强度提高了9%~20%。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种SiC纳米线改性C/C复合材料的制备方法,其特征在于步骤如下:步骤1:将碳纤维预制体用无水乙醇清洗10~30min后,放入烘箱内烘干备用;烘干温度为60~85℃;步骤2、在碳纤维预制体中引入SiC纳米线,具体过程为:1)制备SiC纳米线先驱体浸渍溶液:分别称取45~60wt.%的聚碳硅烷,35~55wt.%的二甲苯和2~10wt.%的二茂铁;混合并置于超声池中超声震荡5~8h,制备得到SiC纳米线的先驱体浸渍溶液;2)真空浸渍:将碳纤维预制体放入浸渍罐中,抽真空至?0.08~?0.10Mpa,抽真空5~10min;将先驱体浸渍溶液加入浸渍罐中,直至碳纤维预制体完全淹没,真空浸渍30~90min后取出浸渍的碳纤维预制体并烘干,烘干温度为60~85℃,烘干后得到真空浸渍后的碳纤维预制体;3)热处理;将浸渍后的碳纤维预制体在氩气炉中进行热处理,其中氩气流量为400~600ml/min;以2~5℃/min升温速度升温到1300~1700℃,保温2~5h;随炉冷却至室温,实现向碳纤维预制体中引入SiC纳米线;步骤3:沉积热解炭:将得到的含SiC纳米线的碳纤维预制体夹装于热梯度化学气相沉积炉的两个电极间,抽真空至?0.09~?0.10MPa并向热梯度化学气相沉积炉内通入甲烷体积含量≥98.0%的天然气;当热梯度化学气相沉积炉内压力达到101kPa时,设定天然气流量为0.6~1m3/h,并以5~10℃/min的升温速率升温至所述含SiC纳米线的碳纤维预制体中心温度达到900~1050℃,并在该温度下进行最终致密化;该致密化过程中,含SiC纳米线的碳纤维预制体由中心至表面的温度梯度为5~20℃/mm;当沉积时间达到80~120h时,试样以2~5℃/min的速率降温至600℃,断电降温至室温,得到密度≥1.70g/cm3的SiC纳米线改性C/C复合材料。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:付前刚张佳平李贺军单玉才倪畅孙粲
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:

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