[发明专利]一种低温制备碳化硅纳米线增强钛基复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种低温制备碳化硅纳米线增强钛基复合材料的方法，该方法将无水乙醇、正硅酸乙酯、蒸馏水和盐酸溶液混匀后加入石墨粉得包覆二氧化硅溶胶的石墨粉，经碳热还原反应得碳化硅纳米线，然后将碳化硅纳米线超声后分散后加入钛粉保温搅匀，经干燥得碳化硅纳米线与钛粉的混合粉末，再进行放电等离子热压烧结，得碳化硅纳米线增强钛基复合材料。本发明在低温、高压下进行放电等离子热压烧结，避免了高温环境中碳化硅纳米线与钛反应生成碳化物及硅化物，保证了碳化硅纳米线的强韧化效应；同时，碳化硅纳米线与钛基紧密结合，形成多尺度增韧结构，提高了碳化硅纳米线的强韧化效应，提高了碳化硅纳米线增强钛基复合材料的力学性能。

主权项

1.一种低温制备碳化硅纳米线增强钛基复合材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将无水乙醇和正硅酸乙酯混合后搅拌均匀，然后加入蒸馏水和盐酸溶液并搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶；所述无水乙醇、正硅酸乙酯、蒸馏水和盐酸溶液中盐酸的摩尔比为(3～5)：(0.5～2)：(3～8)：(0.1～0.5)；步骤二、将粒度为60目～150目的石墨粉加入到步骤一中得到的二氧化硅溶胶中搅拌均匀，然后放置于烘箱中，在温度为100℃的条件下干燥12h～24h，得到包覆二氧化硅溶胶的石墨粉；步骤三、将步骤二中得到的包覆二氧化硅溶胶的石墨粉放置于高温管式炉中进行碳热还原反应，然后经超声清洗和离心，去掉上清液，得到的沉淀物为碳化硅纳米线；所述碳热还原反应的具体过程为：在氩气保护气氛条件下，以5℃/min～10℃/min的速率升温至1400℃～1700℃后保温1h～3h；步骤四、将步骤三中得到的碳化硅纳米线加入到无水乙醇中超声60min～120min，然后加入钛粉并在60℃～80℃的水浴锅保温条件下机械搅拌均匀，再经干燥得到碳化硅纳米线与钛粉的混合粉末；步骤五、将步骤四中得到的碳化硅纳米线与钛粉的混合粉末装入模具中，然后放置于放电等离子热压烧结炉中进行放电等离子热压烧结，经冷却后得到碳化硅纳米线增强钛基复合材料；所述放电等离子热压烧结的工艺参数为：真空度1.0×10^‑3Pa～3.0×10^‑3Pa，温度600℃～900℃，压力40MPa～180MPa，保温时间5min～10min。