[发明专利]改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法

权利要求书

1.一种改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）将碳纤维清洗干净后置于浓硝酸中浸泡5~8min，再用去离子水清洗去除表面附着的多余硝酸；（2）将摩尔浓度均为0.01~0.2M的醋酸锌乙醇溶液和NaOH乙醇溶液单独加热至65℃后等摩尔比混合，搅拌1~2h，制成稳定的ZnO溶胶；（3）将碳纤维在ZnO溶胶中浸渍5~10min，取出在100~120℃干燥10~20min，反复浸渍提拉2~3次，在碳纤维上预置ZnO晶种；（4）将摩尔浓度均为1～25mM的锌盐溶液和六次甲基四胺溶液等摩尔倒入烧杯中，混合均匀制成生长液，将预置有ZnO晶种的碳纤维放入生长液再一同置于水浴锅中，在80~90℃保温2~8h，取出反复洗涤，再70~100℃干燥，即可获得在碳纤维上定向生长的ZnO纳米线阵列薄膜，其中锌盐溶液为硝酸锌、硫酸锌或氯化锌中的任一种；（5）采用NiO和Fe₂O₃为原材料，置于行星磨上湿磨10~20min后形成料浆，将料浆110℃烘干后放入高温电阻炉中1000~1100℃预烧4~6h，得到NiFe₂O₄基陶瓷粉料；（6）取NiFe₂O₄基陶瓷粉料，另加入NiFe₂O₄基陶瓷粉料质量2~5%的改性后的短切碳纤维，碳纤维长度为2~5mm，混合后25~100MPa干压成型，然后放入多功能烧结炉中，在氮气保护下，于1300~1350℃烧结5~8h，得到ZnO纳米线表面改性碳纤维增强镍铁尖晶石复合陶瓷。 

2.如权利要求1所述的一种改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，另加入原材料总质量2~3%的添加剂，与原材料一同置于行星磨上湿磨形成料浆，添加剂为MnO₂、V₂O₅和TiO₂中的一种或任两种的混合。 

3.如权利要求1所述的一种改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，NiO和Fe₂O₃原料按摩尔比为1.5:1配料。 

4.如权利要求1所述的一种改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（6）中，NiFe₂O₄基陶瓷粉料通过研磨后经孔径为0.038mm的标准筛筛分，取筛下料与改性后的短切碳纤维采用干法混料，此时无研磨介质。 

5.如权利要求1所述的一种改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（6）中，NiFe₂O₄基陶瓷粉料与改性后的短切碳纤维混料后，另加入混合物总质量5%的粘结剂并混合均匀，干压成型，其中粘结剂为聚乙烯醇或甲基纤维素中的任一种。 

6.如权利要求1所述的一种改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（6）中，多功能烧结炉的升温速率为3℃/min,于1300~1350℃保温5~8h后，随炉冷却。