[发明专利]一种晶须和颗粒协同增韧层状陶瓷基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种晶须和颗粒协同增强层状陶瓷基复合材料的制备方法，将晶须和颗粒分散均匀，协同增强层状陶瓷基复合材料。采用化学气相渗透法在薄膜内沉积SiC基体，完成一层(SiC晶须+SiC颗粒)/SiC复合材料的制备。在此基础上流延薄膜，循环上述过程获得(SiC晶须+SiC颗粒)/SiC层状陶瓷基复合材料。与公知的制备层状陶瓷复合材料的方法相比，减少了制备过程中对增强体的损伤，提高复合材料的致密性，化学气相渗透法制备的晶须和颗粒协同增强层状陶瓷基复合材料，拉伸强度达到90-120MPa。

主权项

一种晶须和颗粒协同增韧层状陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：制备稳定的SiC晶须和SiC颗粒的混合浆料，具体过程是：（a）以体积分数为20～30%的酒精为溶液，分散SiC晶须与SiC颗粒形成的混合粉料，分散后进行烘干；所述分散是超声30～50分钟，磁力搅拌2～4小时；所述混合粉料中SiC晶须和SiC颗粒体积比为1:1～3:1；（b）粉体体积分数为30～50%，乙醇为溶剂体积分数为40～60%，磷酸三乙酯为分散剂体积分数为3～4%，球磨5～8h；（c）在上述浆料中，加入PVB粘结剂体积分数2～3%，丙三醇增塑剂体积分数3～4%，球磨5～9h；（d）真空除气泡20～40min，制得稳定混合浆料；步骤2：采用流延法制备晶须和颗粒薄膜，具体过程是：(a)调整流延机的前刮刀高度为0.2～0.6mm，后刮刀高度为0.4～1.2mm；（b）将步骤1中制得的混合浆料放入流延机的浆料槽中流延，传送带速度为0.3～0.8m/min，室温干燥、脱模，制得晶须和颗粒薄膜；所述颗粒薄膜厚度为150μm～1000μm，颗粒体积分数控制在10～30%；所述晶须体积百分数控制在30～50%；步骤3：在步骤2制备的薄膜上采用化学气相渗透法沉积SiC基体，沉积条件为：以三氯甲基硅烷为源物质，以氩气为稀释气体，以氢气为载气，沉积温度为1000～1100℃，沉积时间为80～100h，完成单层SiC晶须和SiC颗粒增强SiC复合材料的制备；所述氢气和三氯甲基硅烷的摩尔比为10:1；所述三氯甲基硅烷的流量为300～400ml/min；所述氢气的流量为200～350ml/min；步骤4：以步骤3制备的复合材料为基片，重复步骤2在复合材料的基片上制备晶须和颗粒薄膜，薄膜厚度为150μm～1000μm；步骤5：在步骤4制备的薄膜上沉积SiC，沉积条件与步骤3相同；步骤6：多次重复步骤2~步骤5，得到晶须和颗粒协同增韧层状陶瓷基复合材料。