[发明专利]连续SiC纤维表面原位C-SiO2复合涂层制备方法

说明书

连续SiC纤维表面原位C‑SiO₂复合涂层制备方法，涉及连续SiC纤维。将SiC纤维置于马弗炉，空气气氛下升温，然后在空气气氛下随炉冷至室温，获得脱胶后的SiC纤维试样A；将脱胶后的SiC纤维试样A置于多孔的石墨舟中，放置在升温管式炉中，室温下通气惰性气氛，将管式炉中的空气排尽；将得到的脱胶后的SiC纤维试样A在惰性气氛保护下升温后，再关闭N₂气阀门，打开Cl₂气阀门，调整氯气流量保温，通过调控工艺，即在SiC纤维表面原位生成C‑SiO₂复合涂层，保温后关闭Cl₂气，在惰性气氛保护下随炉冷却至室温，即得连续SiC纤维表面原位C‑SiO₂复合涂层。

技术领域

本发明涉及连续SiC纤维，尤其是涉及一种可用于电磁波吸收的连续SiC纤维表面原位 C-SiO₂复合涂层制备方法。

背景技术

电子信息技术的发展使得民用抗辐射技术和军用隐身技术的需求日益增加，也对吸波材料提出了迫切需求(D.D.L.Chung.Electromagnetic interference shieldingeffectiveness of carbon materials[J].Carbon.2001,39:279-285)。吸波材料按成型工艺可分为涂敷型和结构型。涂敷型材料具有重量大和容易脱落的缺点，而结构型吸波材料可兼具吸波和承载的优势(穆武第.耐高温吸波涂层的制备及其性能研究[D].长沙:国防科技大学,2004)。其中，连续纤维增强复合材料是近年来发展的一类高性能结构吸波材料。先驱体转化制备的连续SiC纤维具有高强度、耐高温、低密度等突出优势(Yajima S,HayashiJ,Omori M,etal.Development of a silicon carbide fibre with high tensilestrength[J].Nature.1976,261:683-685)，通过高温处理(Brennan JJ.Fiber reinforcedglass and glass-ceramics composites[J].J Mater Sci Lett,1996,30:240)、掺杂异质元素 (Chen X.J.IronNanoparticle-Containing Silicon Carbide fibers prepared bypyroolysis of Fe(CO)₅-Doped polycarbosilane fibers[J].J.Am.Ceram.Soc.2010,93(1):89-95)或者表面涂敷金属 (Yang H J,Yuan J,Li Y,et al.Siliconcarbidepowders:Temperature-dependent dielectric properties and enhancedmicrowave absorption at gigahertz range[J].Solid State Communications.2013,163: 1-6)等方法，可以实现对SiC纤维介电性能或磁性能的调节，使其产生雷达吸波效果。但是，高温处理会显著降低纤维的力学性能；而对于异质元素掺杂来说，收纤维制备工艺的限制，元素掺杂量有限(一般低于3％)，因而对电磁性能的作用很有限。表面涂敷金属是利用物理沉积或化学镀的方法，在纤维表面涂敷铁、钴、镍等磁性金属涂层，使纤维具有磁损耗能力。但金属涂层存在密度大、易从SiC纤维表面脱落等难以克服的问题，限制了这种方法的应用。