[发明专利]碳纤维增强多孔型常压烧结碳化硅及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维增强多孔型常压烧结碳化硅，其特征在于，它由以下质量比的原材料制成：SiC微粉∶硼粉∶碳黑∶酚醛树脂∶甲醇为100∶0.3～3∶1～5∶5～10∶120，和在以上原料混合成的浆料中加入体积含量为2％～25％的碳纤维，以及在所述浆料烘干后加入体积含量为2％～20％的石蜡造孔剂；

所述的碳纤维增强多孔型常压烧结碳化硅由以下艺步骤制成：

1)、按SiC微粉∶硼粉∶碳黑∶酚醛树脂∶甲醇为100∶0.3～3∶1～5∶5～10∶120的质量比混合成浆料；

2)、在浆料中加入体积含量为2％～25％的碳纤维并搅拌均匀；

3)、将步骤2)的浆料烘干后与体积含量为2％～20％的石蜡造孔剂搅拌均匀，获得混合粉；

4)、干压或等静压成型，压力为80～200MPa，保压2～20秒；

5)、在2010～2200℃常压烧结，获得碳纤维增强多孔型常压烧结碳化硅材料：炉内气压200～800mbar；升温速率：常温至600℃：100～200℃/小时；600～1000℃：300～400℃/小时；1000～1900℃：400～500℃/小时；1900～2000℃：200℃/小时；2000℃以上：100℃/小时；最后保温30～60分钟；

并在制成品内部形成体积含量为2％～20％的微孔和含有体积含量为2％～25％的碳纤维，所述微孔的大小为5～200微米。

2.根据权利要求1所述的碳纤维增强多孔型常压烧结碳化硅，其特征在于，所述原材料的质量比为：SiC微粉∶硼粉∶碳黑∶酚醛树脂∶甲醇为100∶1～2∶2～3.5∶6.5～8.5∶120，并在制成品内部形成体积含量为6％～15％的微孔和含有体积含量为6％～15％的碳纤维，所述微孔的大小为30～130微米。

3.根据权利要求1或2所述的碳纤维增强多孔型常压烧结碳化硅，其特征在于，所述SiC微粉的直径小于0.68微米，纯度大于99％。

4.一种碳纤维增强多孔型常压烧结碳化硅的制备方法，其特征在于，以碳化硅微粉为基料，用硼粉、碳黑为烧结剂，酚醛树脂为粘接剂，甲醇为溶剂，混成浆料，再加入碳纤维搅拌，烘干后混匀石蜡造孔剂，干压或等静压成型，常压烧结即成；其具体工艺步骤如下：

1)、按SiC微粉∶硼粉∶碳黑∶酚醛树脂∶甲醇为100∶0.3～3∶1～5∶5～10∶120的质量比混合成浆料；

2)、在浆料中加入体积含量为2％～25％的碳纤维并搅拌均匀；

3)、将步骤2)的浆料烘干后与体积含量为2％～20％的石蜡造孔剂搅拌均匀，获得混合粉；

4)、干压或等静压成型，压力为80～200MPa，保压2～20秒；

5)、在2010～2200℃常压烧结，获得碳纤维增强多孔型常压烧结碳化硅材料：炉内气压200～800mbar；升温速率：常温至600℃：100～200℃/小时；600～1000℃：300～400℃/小时；1000～1900℃：400～500℃/小时；1900～2000℃：200℃/小时；2000℃以上：100℃/小时；最后保温30～60分钟。

5.根据权利要求4所述的碳纤维增强多孔型常压烧结碳化硅的制备方法，其特征在于，采用以下工艺参数及具体工艺步骤：

1)、按SiC微粉∶硼粉∶碳黑∶酚醛树脂∶甲醇为100∶1～2∶2～3.5∶6.5～8.5∶120的质量比混合成浆料；

2)、在浆料中加入体积含量为6％～15％的碳纤维并搅拌均匀；

3)、将步骤2)的浆料烘干后与体积含量为6％～15％的石蜡造孔剂搅拌均匀，获得混合粉；

4)、干压或等静压成型，压力为120～140MPa，保压10～15秒；

5)、在2030～2060℃常压烧结，获得碳纤维增强多孔型常压烧结碳化硅材料：炉内气压200～300mbar；升温速率：常温至600℃：100℃/小时；600～1000℃：300℃/小时；1000～1900℃：400℃/小时；1900～2000℃：200℃/小时；2000℃以上：100℃/小时；最后保温50～60分钟。

6.根据权利要求4或5所述的碳纤维增强多孔型常压烧结碳化硅的制备方法，其特征在于，所述碳纤维的长径比为25∶1。

7.根据权利要求4或5所述的碳纤维增强多孔型常压烧结碳化硅的制备方法，其特征在于，所述石蜡造孔剂的石蜡颗粒范围5～200微米。

8.根据权利要求7所述的碳纤维增强多孔型常压烧结碳化硅的制备方法，其特征在于，所述石蜡造孔剂的石蜡颗粒范围30～130微米。