本发明专利技术属于陶瓷纤维材料技术领域，具体涉及一种氮化硼纤维毡及其制备方法。所述的氮化硼纤维毡以体积分数计，原料如下：氮化硼纤维棉毡50～100％；掺杂陶瓷纤维棉毡0～50％；连续陶瓷纤维增强网格0～50％。本发明专利技术通过改变三种原料的体积分数，交替叠加、逐层针刺制备出体积密度0.1～0.5g/cm3的氮化硼纤维针刺毡预制体，能够作为超高温抗烧蚀材料、高温透波材料的增强体，也能够作为高温防热材料、高温过滤材料使用；所述制备方法工艺简单，成分及结构可控，易于实现规模化生产，为航空、航天、武器装备领域超高温抗烧蚀、透波、防热等材料的制备提供了一种优异的预制体成型方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陶瓷纤维材料
，具体涉及一种。
技术介绍
纤维增强陶瓷基复合材料具有韧性好、抗热震性好、抗烧蚀性能优异等特点，广泛应用于航空、航天、电子、核工业及武器装备等使用条件异常苛刻的尖端
目前能够基本满足要求并得到应用的主要是Si02f/Si02、Cf/C及Cf/SiC等复合材料。但是，随着经济和科学技术的不断发展，人们对具有更加优异性能的材料需求越来越高。相比之下，氮化硼纤维具有耐高温、耐化学腐蚀、介电性能优良、电绝缘性好、导热性好等优良特性，抗氧化温度比碳纤维和硼纤维还要高，可在900°c以下的氧化气氛中长期使用，且在2000°C以内的惰性气氛中晶粒不会长大，强度也不会下降。氮化硼纤维增强陶瓷基复合材料有望克服纤维增强复合材料的缺陷，获得优良的常温和高温力、热、电综合性能，以解决实际应用需求。目前，由于氮化硼纤维制备技术的复杂性限制了其工业化大规模生产，国内只有极少数单位进行相关课题研究，而且几乎都是处于实验室探索阶段，导致氮化硼纤维预制体成型技术的研究报道少之又少。同时，由于氮化硼纤维特殊结构及生产工艺所具有的区别与其他陶瓷纤维的一些特性，导致其他陶瓷纤维预制体成型技术无法直接运用于氮化硼纤维预制体制备，因此限制了氮化硼纤维增强陶瓷基复合材料的广泛应用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种氮化硼纤维毡，能够作为超高温抗烧蚀材料、高温透波材料的增强体，也能够作为高温防热材料、高温过滤材料使用;本专利技术同时提供其制备方法，工艺简单，参数可控，易于实现规模化生产。本专利技术所述的氮化硼纤维毡，以体积分数计，原料如下:氮化硼纤维棉毡50?100%;掺杂陶瓷纤维棉毡O?50%;连续陶瓷纤维增强网格 O?50%。所述的氮化硼纤维毡，以体积分数计，优选为原料如下:氮化硼纤维棉毡60?90%;掺杂陶瓷纤维棉毡5?30%;连续陶瓷纤维增强网格 5?30%。所述的氮化硼纤维毡的制备方法，包括如下步骤:(I)氮化硼纤维棉毡的制备:将氮化硼纤维短切、梳理，得到氮化硼纤维棉毡；(2)掺杂陶瓷纤维棉毡的制备:将掺杂陶瓷纤维短切、梳理，得到掺杂陶瓷纤维棉毡；(3)连续陶瓷纤维增强网格的制备:将连续陶瓷增强纤维根据设计要求进行多角度铺设，得连续陶瓷纤维增强网格；(4)纤维毡的针刺:将氮化硼纤维棉毡、掺杂陶瓷纤维棉毡、连续陶瓷纤维增强网格逐层铺设，采用针刺工艺制备成三维针刺毡预制体。其中:步骤(I)中，所述的氮化硼纤维长度为30?11Omm，直径为5?15μπι。步骤(2)中，所述的掺杂陶瓷纤维为石英纤维、碳纤维或氧化锆纤维中的一种或几种。步骤(2)中，所述的掺杂陶瓷纤维长度为30?110mm，直径为5?15μπι。步骤(3)中，所述的连续陶瓷增强纤维为氮化硼纤维、石英纤维或碳纤维中的一种或几种。步骤(3)中，所述的连续陶瓷纤维增强网格纤维直径为5?15μπι，每束纤维根数IK?3Κ，纤维束间距5?15mm。步骤(3)中，所述的多角度铺设具体为:首先，在XY平面上沿一个方向铺设连续陶瓷增强纤维;然后在XY平面沿与前面铺设的纤维成一定夹角方向铺设一层连续陶瓷增强纤维，该夹角可以选择30°、45°、60°、75°或90°中的一个角度;上述两步铺设的纤维共同组成连续陶瓷纤维增强网格，用于后期和氮化硼纤维棉毡和掺杂陶瓷纤维棉毡叠层铺设。步骤(4)中，所述的逐层铺设为0°/90°角度铺设。所述的0°/90°角度铺设具体为:首先在XY平面上沿一个方向(设定为0°方向)铺设氮化硼纤维棉毡;然后在XY平面沿与前面铺设的氮化硼纤维棉毡成90°夹角(设定为90°方向)方向铺设掺杂陶瓷纤维棉毡；最后在XY平面沿与前面铺设的增强纤维棉毡成90°夹角(即设定的0°方向)方向铺设连续陶瓷纤维增强网格。以上步骤，每层结构依次交替0°、90°铺设，铺设层数可以根据需要进行选择。所述的0°/90°角度铺设分四种情况:第一种:所述的氮化硼纤维毡由氮化硼纤维棉毡、掺杂陶瓷纤维棉毡、连续陶瓷纤维增强网格制成时，首先在在XY平面上沿一个方向(设定为0°方向)铺设氮化硼纤维棉毡，然后再与铺设的氮化硼纤维棉毡成90°夹角方向铺设掺杂陶瓷纤维棉毡(设定为90°方向)，再在设定的0°方向铺设连续陶瓷纤维增强网格，按照氮化硼纤维棉毡、掺杂陶瓷纤维棉毡、连续陶瓷纤维增强网格的顺序逐层铺设，逐层铺设的夹角为90°。第二种:所述的氮化硼纤维毡由氮化硼纤维棉毡、掺杂陶瓷纤维棉毡制成时，首先在在XY平面上沿一个方向(设定为0°方向)铺设氮化硼纤维棉毡，然后再与铺设的氮化硼纤维棉毡成90°夹角方向铺设掺杂陶瓷纤维棉毡(设定为90°方向)，按照氮化硼纤维棉毡、掺杂陶瓷纤维棉毡的顺序逐层铺设，逐层铺设的夹角为90°。第三种:所述的氮化硼纤维毡由氮化硼纤维棉毡、连续陶瓷纤维增强网格制成时，首先在在XY平面上沿一个方向(设定为0°方向)铺设氮化硼纤维棉毡，然后再与铺设的氮化硼纤维棉毡成90°夹角方向铺设连续陶瓷纤维增强网格(设定为90°方向)，按照氮化硼纤维棉毡、连续陶瓷纤维增强网格的顺序逐层铺设，逐层铺设的夹角为90°。第四种:所述的氮化硼纤维毡由氮化硼纤维棉毡制成时，首先在在XY平面上沿一个方向(设定为0°方向)铺设氮化硼纤维棉毡，然后在90°夹角方向铺设氮化硼纤维棉，按照90°的铺设夹角逐层进行铺设。步骤(4)中，所述的针刺工艺，针刺密度5?40针/cm2，层间密度5?25层/10mm;所述的针刺租预制体的体积密度0.I?0.5g/Cm3O与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下:(I)本专利技术制备氮化硼纤维毡所用纤维直径及体积分数可根据应用领域进行控制，实现特殊结构的可控性。(2)本专利技术所制备的预制体能够作为超高温抗烧蚀材料、高温透波材料的增强体，也能够作为高温防热材料、高温过滤材料使用。(3)本专利技术制备工艺简单，成分及结构可控，易于实现规模化生产，为航空、航天、武器装备领域超高温抗烧蚀、透波、防热等材料的制备提供了一种优异的预制体成型方法。【附图说明】图1是本专利技术制备的氮化硼纤维毡图片。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。 实施例1所述氮化硼纤维毡，以体积分数计，原料如下:氮化硼纤维棉毡70%;石英纤维棉毡30%。其制备方法如下:(I)氮化硼纤维棉毡的制备:将氮化硼纤维短切、梳理，得到氮化硼纤维棉毡;所述的氮化硼纤维长度为30?50mm，直径为8μηι;(2)石英纤维棉毡的制备:将石英纤维短切、梳理，得到石英纤维棉毡;所述的石英纤维长度为30?50mm，直径为5μηι;(3)纤维毡的针刺:将氮化硼纤维棉毡、石英纤维棉毡在平面方向上0°/90°角度逐层铺设，采用针刺工艺制备成三维针刺毡预制体。所述的针刺工艺针刺密度5针/cm2，层间密度10层/1mm;所制备的氮化硼纤维针刺租预制体350mm X 300mm X 35mm，体积密度为0.lg/cm3。实施例2所述氮化硼纤维毡，以体积分数计，原料如下: 氮化硼纤维棉毡90%; 碳纤维增强网格10%。其制备方法如下:(I)氮化硼纤维棉毡的制备:将氮化硼纤维短切、梳理，得到氮化硼纤维棉毡;所述的氮化硼纤维长度为40?90mm，直径为12μ本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氮化硼纤维毡，其特征在于：以体积分数计，原料如下：氮化硼纤维棉毡 50～100％；掺杂陶瓷纤维棉毡 0～50％；连续陶瓷纤维增强网格 0～50％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：齐学礼，张铭霞，王重海，唐杰，李伶，唐建新，林雪，李茹，黄健，
申请(专利权)人：山东工业陶瓷研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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