[发明专利]一种碳纳米管多维编织预制体陶瓷基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种碳纳米管多维编织预制体陶瓷基复合材料的制备方法，首先将CNTs纤维或者CNTs纸沉积一定厚度的PyC界面层或者陶瓷基体，该预制体具有一定的刚度和强度，较低的拉伸率等特点，然后将此CNTs纸叠层，CNTs纤维排列铺层，或者编织，随后采用CVI工艺沉积陶瓷基体进行致密化，完成一维、二维和三维陶瓷基复合材料的制备。该方法CNTs预制体简易可行，CNTs体积分数可调范围广，制备出的复合材料能达到实际应用。

主权项

一种碳纳米管多维编织预制体陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：在CNTs预制体沉积一层小于500纳米的PyC界面层，沉积工艺条件为：沉积温度800～1000℃，压力0.2～0.4kPa，丙烯流量200～600m1/min,Ar气流量250～350m1/min，沉积时间0～20h；步骤2：采用CVI工艺沉积SiC基体，工艺条件为：三氯甲基硅烷为源物质，氩气为稀释气体，氢气为载气，沉积温度为1000～1100℃，沉积时间20～80h得到CNTs/SiC预制体；所述氩气流量为300～400ml/min；所述氢气流量为200～350ml/min；所述氢气和三氯甲基硅烷的摩尔比为10︰1；或改变源物质为氮源NH3，沉积温度为800～1100℃，沉积20～80h得到CNTs/Si3N4预制体；所述氮源流量为载气氢气的0.1～10；步骤3：将CNTs/SiC预制体或CNTs/Si3N4预制体蘸取粘结剂水溶液，叠层或铺层后底部和顶部采用碳纤维布包覆，并用石墨夹具固定后放入沉积炉中进行沉积；当CNTs预制体为编织体时，直接用石墨夹具固定后放入沉积炉中进行沉积；如要得到一维复合材料，直接用石墨夹具固定后放入沉积炉中进行沉积；步骤4：将步骤3中得到的预制体放入沉积炉中，工艺条件为：三氯甲基硅烷为源物质，氩气为稀释气体，氢气为载气，沉积温度为1000～1100℃，沉积时间80～320h得到CNTs的陶瓷基复合材料；所述氩气流量为300～400ml/min；所述氢气流量为200～350ml/min；所述氢气和三氯甲基硅烷的摩尔比为10︰1；或改变源物质为氮源NH3，沉积温度为800～1100℃，沉积80～320h得到CNTs/Si3N4陶瓷基复合材料；所述氮源流量为载气氢气的0.1～10；所述CNTs预制体为：CNTs纤维、CNTs薄膜或CNTs编织体；所述粘结剂水溶液是：配制质量分数为0.2～1.5％的羧甲基纤维素钠或聚乙烯醇水溶液作为粘结剂水溶液。