[发明专利]一种纳米线和晶须协同增韧陶瓷基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种纳米线和晶须协同增韧陶瓷基复合材料的制备方法，首先将SiC晶须通过凝胶注模成型制备晶须素坯，干燥后采用低温空烧排胶，获得SiC晶须预制体；在SiC晶须预制体上原位生长SiC纳米线，构建纳米线‑晶须多尺度、三维网状多孔预制体；在网状多孔预制体中引入陶瓷基体，最终获得一种各向同性、网状陶瓷基复合材料。本发明适合制备大型、形状复杂的构件，在微观上通过SiC晶须上原位生长SiC纳米线，创新性的将晶须和纳米线结合构成各向同性、微‑纳米多尺度、三维网状增强体，而后通过致密化工艺，最终制备获得一种各向同性、高强韧陶瓷基复合材料。

主权项

一种纳米线和晶须协同增韧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SiC晶须素坯：将质量分数为20～75wt.％的SiC晶须与1.5～2.5wt.％的分散剂聚乙二醇‑400溶于去离子水，加入四甲基氢氧化铵PH调节剂使得pH值调节范围为9～12；再加入4～6wt.％的丙烯酰胺AM和0.3～0.5wt.％的亚甲基双丙烯酰胺MBAM，球磨分散24～36h后真空除泡10min；再加入0.2～0.5wt.％的引发剂过硫酸铵和0.1～0.25wt.％的四甲基乙二胺TEMED，搅拌后浇筑在磨具中，成型后得到SiC晶须素坯；所述SiC晶须、聚乙二醇‑400、丙烯酰胺AM、亚甲基双丙烯酰胺MBAM、过硫酸铵、四甲基乙二胺TEMED、去离子水和四甲基氢氧化铵的质量总和为100％；步骤2：将SiC晶须素坯在室温自然干燥12～24h，然后置于50～100℃的烘箱中烘干；步骤3、SiC晶须素坯棑胶：将烘干后的SiC晶须素坯在400～700℃下空烧排胶2～4h，得到SiC晶须预制体；步骤4：在SiC晶须上通过原位生长SiC纳米线，构建微纳米多尺度、三维网状SiC纳米线‑SiC晶须多孔预制体；步骤5：对SiC纳米线‑SiC晶须多孔预制体，采用化学气相渗透法CVI、先驱体浸渍裂解法PIP、反应溶体渗透法RMI中的一种或多种，使得多孔预制体的孔中填充陶瓷基体，将SiC纳米线‑SiC晶须预制体制备成陶瓷基复合材料；所述的陶瓷基体为SiC、Si‑C‑N、Si‑B‑C‑N中的一种或多种。