[发明专利]一种提高碳/碳复合材料与自身连接性能的方法

摘要

本发明涉及一种提高碳/碳复合材料与自身连接性能的方法，在C/C复合材料与其自身之间原位合成SiC纳米线增强陶瓷连接层的方法，利用纳米线的拔出桥连增强作用以及界面钉扎效应，实现C/C复合材料与其自身连接性能的提高。本发明的有益效果：通过在C/C复合材料与其自身之间原位合成SiC纳米线增强陶瓷连接层，克服了背景技术中在连接层中引入的增强相易团聚、分散性差以及连接层与C/C之间的界面结合差等难题，制备的陶瓷连接层可显著地提高C/C复合材料与其自身连接性能。与背景技术相比，其剪切强度可提高到14.09～15.1MPa。

主权项

一种提高碳/碳复合材料与自身连接性能的方法，其特征在于步骤如下： 步骤1：将C/C复合材料清洗后，放入烘箱中烘干； 步骤2：将质量百分比为70～85%的Si粉，5～15%的SiC粉，7～15%的C粉和3～10%的Al2O3粉，置于聚四氟乙烯球磨罐中，球磨混合处理2～4h得到混合的粉料； 步骤3：将粉料覆盖入石墨坩埚中，再放入烘干的C/C复合材料，再在C/C复合材料上覆盖粉料； 步骤4：将石墨坩埚放入高温反应烧结炉中，以5～10°C/min升温速度将炉温从室温升至2000～2200°C，保温1～3h；随后关闭电源自然冷却至室温，全程Ar气保护，得到硅基陶瓷改性的C/C复合材料； 步骤5：采用石墨纸包裹步骤4制备的硅基陶瓷改性的C/C复合材料，放入高温反应烧结炉中，以5～10°C/min升温速度将炉温从室温升至1400～1600°C，保温1～3h；关闭电源自然冷却至室温，全程Ar气保护，得到表面带有SiC纳米线多孔层的硅基陶瓷改性的C/C复合材料； 步骤6：将质量百分比为10～20%的MgO粉，20～30%的Al2O3粉，45～55%的SiO2粉，1～5%的BaO粉，1～5%的B2O3粉，1～5%的TiO2粉和1～5%的SbO3粉置于聚四氟乙烯球磨罐中，混合球磨2～4h后，装入氧化铝坩埚中置于1550～1650℃氧化炉中保温2～4h，取出水淬，得到镁铝硅MAS玻璃块；再将得到的MAS玻璃块破碎并置于聚四氟乙烯球磨罐中球磨8～12h后，过筛得到粒度为300目的镁铝硅粉末； 步骤7：将镁铝硅粉末与酒精混合形成镁铝硅料浆，将镁铝硅料浆平铺于两层带有SiC纳米线多孔层的硅基陶瓷改性的C/C复合材料之间，再置于热压模具中，并置于真空热压炉中； 步骤8：以5～15℃/min升温速度将炉温从室温升至1100～1300℃后，保温20～40min并加载5～7KPa压力，卸压后关闭电源自然冷却至室温，得到采用陶瓷连接层 连接的C/C复合材料。