[发明专利]稀土增韧炭/炭复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种稀土增韧炭/炭复合材料的制备方法，用于解决现有的高强高韧炭/炭复合材料的制备方法致密化周期长的技术问题。技术方案是在炭纤维预制体中掺杂了稀土材料，利用稀土材料加快了前驱体的裂解及浓缩反应，进而促进了炭基体的快速沉积，制备时间由背景技术的80～100小时降低到15～20小时，降低了高强高韧炭/炭复合材料的致密化周期，有效地降低了成本；同时，由于稀土材料的掺杂可改性炭基体-炭纤维界面及炭基体显微组织，提高了炭/炭复合材料沉积态的断裂韧性和机械强度。

主权项

一种稀土增韧炭/炭复合材料的制备方法，其特征在于采用以下步骤：步骤一、将密度为0.40g/cm3的炭纤维预制体用无水乙醇超声清洗25～35分钟，去除炭纤维上粘附的杂质，取出炭纤维预制体并放入烘箱中100～120℃烘干备用；步骤二、分别称取5～10wt.％稀土材料和90～95wt.％C2H5OH混合成混合溶液，将经步骤一处理的炭纤维预制体浸入到该混合溶液中，超声振荡2～4小时，取出炭纤维预制体并放入烘箱中80～100℃烘干4～6小时；步骤三、称取经步骤二处理的炭纤维预制体重量，计算稀土材料的含量，若炭纤维预制体中稀土材料的含量未达到5～10(±0.5)wt.％，则重复步骤二、步骤三，直至稀土材料的含量达到预定值5～10(±0.5)wt.％；步骤四、将步骤三处理好的炭纤维预制体放置于薄膜沸腾化学气相渗透炉的沉积室，通过前驱体补给系统加入基体前驱体16～18L，抽真空至1kPa后，以200ml/min的流量向沉积室通氮气至0.1mPa，开启中频电源，在40～60分钟内将沉积区温度升至900～1100℃，经15～20小时连续沉积后得到密度为1.70～1.75g/cm3的稀土增韧炭/炭复合材料；所述基体前驱体是甲苯或者二甲苯任一种、或者是甲苯和二甲苯的混合物；所述稀土材料是氯化镧或者氯化铈任一种。