[发明专利]气相渗硅工艺制备碳纤维增强碳化硅基复合材料的方法

摘要

本发明涉及一种气相渗硅工艺制备高致密纤维增强SiC基复合材料的制备方法。首先采用气相或液相途径在纤维表面形成保护层界面，然后通过在纳米SiC浆料浸渍、裂解，制备成具有一定致密度的纤维增强SiC基的预制体。再通过浸渍裂解方式向预制体中引入碳，形成具有一定孔隙的基体，经高温处理后，以气相硅的方式渗透多孔体内部，与碳反应并填充孔隙，得到致密基体。通过该工艺制成碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料密度达到2.25－2.30g/cm³，开口空隙率在3－6％，大大高于传统化学气相渗透法或有机前驱物浸渍裂解解法得到C_f/SiC材料。

主权项

1、一种气相渗硅工艺制备碳纤维增强碳化硅基复合材料的方法，其特征在于将单质硅在1600-1800℃高温下，以气相形态渗透到含碳的多孔基体中，与多孔基体中碳反应得到碳纤维增强的碳化硅基复合材料，具体工艺步骤是：(a)碳纤维界面涂覆采用脉冲化学气相渗透或强制脉冲气相渗透工艺，以烃类化合物、三氯甲基硅烷或BCl3-NH3作前驱体，在900-1200℃，几千帕到几十千帕压强下使C纤维或纤维编织体的界面涂覆双层或多层的；热解碳/SiC或BN/SiC；(b)含碳多孔体制备将步骤(a)制备的界面涂覆碳纤维或纤维编织体浸渍在纳米SiC粉与聚碳硅烷浆料中，浸渍后经1100℃裂解，最后再用酚醛树脂或沥青浸渍高温处理，重复多次形成含碳多孔基体；(c)在石墨坩埚底部放置硅粉，在硅粉上放置依步骤(b)制备的含碳多孔基体，然后在1600-1800℃温度下，惰性气氛或真空条件下，使熔融硅以气相形态渗透到多孔体基体中，碳与硅反应生成SiC，形成碳纤维增强的碳化硅复合材料。