[发明专利]具有电磁阻抗渐变基体的吸波陶瓷基复合材料快速制备方法

摘要

本发明涉及一种具有电磁阻抗渐变基体的吸波陶瓷基复合材料快速制备方法，首先采用CVI或PIP工艺制备多孔的碳基复合材料，然后采用RMI工艺得到C‑SiC基复合材料，最后采用氮化工艺，将复合材料中的残余Si转化为Si3N4，由此得到基体物相组成由内而外为C→SiC→Si3N4，与自由空间的电磁阻抗匹配性能逐渐改善；由外而内为Si3N4→SiC→C，对电磁波的损耗能力逐渐增强的吸波型陶瓷基复合材料。本发明工艺可控性强，而且与CVI和PIP法相比具有制备周期短、生产成本低。复合材料在电磁性能方面，基体材料由内而外与自由空间的阻抗匹配性能逐渐改善，由外而内对电磁波的损耗能力逐渐增强，有利于提高复合材料的吸波性能。

主权项

1.一种具有电磁阻抗渐变基体的吸波陶瓷基复合材料快速制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1、制备多孔碳基复合材料：首先采用CVI工艺在预制体中的纤维表面制备氮化硼BN界面层，通过控制沉积时间，将界面层厚度控制在200～1500nm；然会采用CVI或PIP工艺制备碳基体，通过控制CVI沉积时间或PIP次数，将复合材料的开孔隙率控制在30％左右，得到多孔碳基复合材料；步骤2、RMI工艺制备C‑SiC基复合材料：将多孔碳基复合材料置于绝对压力为100～4000Pa的高温真空炉中，Si粉为原料，以3～30℃/min的升温速率升温至1450～1600℃，保温0.2～3h，使Si熔融浸渗到多孔碳基复合材料的孔隙中，并与碳基体反应生成SiC，再以1～30℃/min的降温速率降温到室温，得到C‑SiC基复合材料；步骤3、氮化工艺制备Si3N4基体：将C‑SiC基复合材料放入氮化炉中进行氮化处理，氮化气氛为0.1～0.5MPa的高纯N2或NH3或混合气体，以3～30℃/min的升温速率升温至900～1100℃，然后以0.1～3℃/min的升温速率升至1350～1500℃，保温1～5h；氮化处理后，复合材料表层的残余Si将转化为Si3N4，得到基体物相组成由内而外为碳材料→SiC→Si3N4，具有电磁阻抗渐变基体的吸波陶瓷基复合材料；所述混合气体为N2或NH3与H2的混合。