[发明专利]一种立体织物增强碳化硅-金刚石复合材料的制备方法

摘要

一种立体织物增强碳化硅-金刚石复合材料的制备方法，其特征在于，将碳纤维或碳化硅纤维束进行高温预处理后编织成中空中心轴堆成的立体织物。金刚石粉末、无水乙醇、金属盐化物混合配制成电泳悬浮液，金刚石溶度为10~20g/L。将立体织物放入电泳悬浮液中，电泳沉积金刚石粉末，然后化学气相渗透（CVI）热解碳，对CVI后的立体织物放入浸渍罐中进行硅溶胶真空浸渍处理后，升温至1400~1600℃，惰性气氛下纳米氧化硅粉末与热解碳氧化还原反应，重复电泳沉积、CVI、真空浸渍，高温氧化还原反应3~5次，最终得到立体织物增强碳化硅-金刚石复合材料。该法制备得到复合材料致密度高，力学性能得到明显提高。

主权项

一种立体织物增强碳化硅‑金刚石复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下顺序制备步骤：i. 纤维预处理（1）将碳纤维或碳化硅纤维束进行预处理，在真空或惰性气体中，放入高温炉中升温至800~1200℃，保温1~2h，随炉冷却降温至室温取出备用；（2）将碳纤维或碳化硅纤维束编织成中空中心轴堆成的立体织物；ii. 电泳悬浮液配制（1）将粒径为0.5~20um的金刚石粉末、无水乙醇、金属盐化物混合配制成电泳悬浮液，金刚石溶度为10~20g/L；iii. 后处理（1）将立体织物放入电泳悬浮液中，两个正极电极分别置于立体织物的内围与外围，与立体织物表面间距为0.5~2cm，负极接立体织物，插入超声振动棒，电泳沉积1~5min，电极材料可以选择紫铜，不锈钢，镍，钛、铂其中一种单独使用或是混合使用；（2）取出后，放置在烘箱中在80~120℃热处理0.5~1h；（3）然后将立体织物放入高温炉中，真空状态下进行碳的化学气相渗透（CVI）处理，渗透时间为10~20h；（4）对CVI后的立体织物放入浸渍罐中进行硅溶胶真空浸渍处理，浸渍罐内气压抽至10^‑1~10Pa时通入硅溶胶，待淹没立体织物后，停止通入硅溶胶，增加浸渍罐内部压力至2~5MPa，保压15~30min；（5）取出后，放置在烘箱中在80~120℃热处理1~2h；（6）然后放入高温炉中，抽至真空状态，升温至1400~1600℃，惰性气氛下纳米氧化硅粉末与热解碳氧化还原反应，反应时间1~5h，随炉冷却至室温取出；（7）重复（1）~（6）步骤3~5次，最终得到立体织物增强碳化硅‑金刚石复合材料。