[发明专利]一种SiC纳米线增强SiC陶瓷基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种SiC纳米线气凝胶增强SiC陶瓷基复合材料，其特征在于包括SiC纳米线气凝胶、热解碳界面层与SiC基体；其特征在于采用化学气相沉积法制备SiC纳米线，采用纤维冻结成型方法将SiC纳米线自组装成层状结构、纤维紧密交联缠绕的SiC纳米线气凝胶，再通过化学气相渗透在SiC纳米线表面沉积热解碳界面涂层，最后采用真空压力辅助先驱体浸渍热解法，在SiC气凝胶中原位复合SiC基体，所述的SiC纳米线，长度为20nm～2cm，直径为10～100nm；所述的SiC纳米线气凝胶孔隙率75～96％，热解碳界面层厚度为10～500nm，SiC纳米线体积分数3～20％。

2.一种SiC纳米线气凝胶增强SiC陶瓷基复合材料的制备方法，包括以下顺序步骤：

(1)将聚碳硅烷、二茂铁、活性炭混合，再球磨得到均匀的粉末先驱体，然后将粉末先驱体倒入石墨坩埚，放入高温烧结炉，升温到1200～1700℃生长SiC纳米线；

(2)将步骤(1)中的SiC纳米线加入到去离子水中，经超声形成均匀的分散液，将分散液加热，并在搅拌中加入聚乙烯醇溶液，将该溶液冷却至室温并加入肌醇六磷酸，得到胶体溶液，其中分散液、聚乙烯醇、肌醇六磷酸的体积比为100∶10～25∶0.5～2；

(3)将步骤(2)中的胶体溶液倒入模具中，进行液氮浴冷冻，然后冷冻干燥，即可得到SiC纳米线气凝胶，冷冻干燥温度为-80～-20℃、冷冻干燥时间为2～10天；

(4)将步骤(3)中的SiC纳米线气凝胶在丙烯为碳源、氩气气氛下进行化学气相渗透过程，此过程可在SiC纳米线表面沉积热解碳界面涂层，化学气相渗透温度为600～1200℃，压力为1～10kPa，丙烯和氩气的比例为1～6∶1；

(5)以聚碳硅烷为先驱体溶液，采用真空压力辅助先驱体浸渍热解法在步骤(4)中制备的SiC纳米线气凝胶内部原位生成SiC基体，固化温度为80～300℃，固化时间为6～20h，热解温度800～1400℃，热解时间1～6h，真空浸渍的真空度为0.05～0.1MPa，真空浸渍时间5h，压力浸渍压力1～3MPa，压力浸渍时间1～6h，循环浸渍-固化-裂解工艺直至浸渍干燥后复合材料增重≤1％，将基体致密的复合材料坯体在高温炉中烧结，烧结温度为900～1300℃，保温时间为1～5h，获得SiC纳米线增强SiC陶瓷基复合材料。