[发明专利]一种硅碳氮吸波陶瓷基复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅碳氮吸波陶瓷基复合材料的制备方法，特别是涉及经化学气相沉积/化学气相渗透技术（以下简称为CVD/CVI）在基底材料上原位合成SiCN陶瓷基体和涂层的制备方法。

背景技术

随着现代高新技术的发展，电磁波引起的电磁干扰和电磁兼容问题日益严重，其不但对电子仪器、设备造成干扰与损坏，严重制约我国电子产品和设备的国际竞争力，污染环境，危害人类健康，而且电磁波泄漏也会危及国家信息安全和军事核心机密安全。因此发展电磁吸波材料，有效衰减电子设备与外界之间的电磁能量传播，对于提高电子产品的安全可靠性，防止电磁脉冲武器的打击，确保信息、通信、网络、传输系统的安全畅通具有重要意义。

理想的电磁吸波材料应具有吸收频带宽、质量轻、厚度薄、物理机械性能好等特点。随着现代雷达与微波电子技术的飞速发展，研究人员日益认识到与早期电磁吸波材料相比，结构型吸波材料更有利于拓宽吸收频带，减薄材料厚度。连续纤维增强碳化硅基复合材料（CFCC-SiC）具有耐高温、低密度、高比强、高比模、抗氧化、抗疲劳蠕变，以及对裂纹不敏感，不发生灾难性损毁等特点，被视为新一代重点发展的高温热结构材料。国外对CFCC-SiC结构型吸波材料已进行了大量研究，且很多已达到实用水平。但涉及前沿军事应用，国外对这些研究和应用的具体情况严格保密。国内对CFCC-SiC的吸波性能也进行了探索，H.T.Liu(H.T.Liu,et al.Dielectric properties of the SiC fiber-reinforced SiC matrix composites with the CVD SiC interphases.Mechanical and microwave dielectric properties of SiC_f/SiC composites with BN interphase prepared by dip-coating process.文献)及X.M.Yu(X.M.Yu,et al.Effect of fabrication atmosphere on dielectric properties of SiC/SiC composites.文献)的研究发现，SiC_f/SiC复合材料在8.2-12.4GHz频率范围内具有很高的介电常数，根据介电常数计算获得的电磁反射系数接近于0，说明所研究的SiC_f/SiC复合材料对电磁波强反射，不能很好的满足吸波需求。造成这种情况的原因可能与交变电场下连续致密的SiC基体形成强的导电网络，具有很高的电导率，从而引起阻抗失配，使电磁波被强反射有关。因此需要对SiC基体进行组分与结构设计，逐步优化CFCC-SiC的吸波性能。

赵东林等（赵东林等，耐高温雷达波吸收剂的制备及其性能研究。文献）在SiC粉体中掺杂N后发现，SiC晶格中固溶的N原子取代C原子形成晶格缺陷，由此引起的强烈的极化弛豫能够显著提高SiC的介电损耗能力。吕振林等（吕振林等，添加元素对反应烧结碳化硅导电特性的影响。文献）在SiC粉体中掺杂Al元素后发现，Al固溶在SiC粉体中增加了空穴浓度，提高SiC衰减电磁波的能力。这些研究说明对SiC粉体进行有控制的掺杂可以有效提高SiC的吸波性能。

以上制备方法获得的掺杂SiC粉体不能满足连续致密的结构要求，因此不适作为CFCC的基体材料。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种硅碳氮吸波陶瓷基复合材料的制备方法，克服现有技术制备CFCC-SiC吸波性能不高的不足，同时便于实现所制备的吸波基体的组分、渗透性、厚度以及吸波性能的控制。

技术方案

一种硅碳氮吸波陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将多层纤维布按0°和90°方向编织成二维结构，采用石墨夹具夹持形成预制体；所述纤维布为碳纤维或其他陶瓷纤维等。