The invention discloses a double-layer structure of ceramic matrix composites, double-layer structure, including continuous carbon fiber reinforced silicon carbide composite material at the bottom of the upper layer and the oxide layer of fiber reinforced composite oxide. The preparation method of the invention: first by precursor infiltration and pyrolysis process of continuous carbon fiber fabric by repeated densification, continuous carbon fiber reinforced silicon carbide composite material; and then through the Z to suture way oxide fiber fabric sewn with synthetic series parts, Z suture way and preparation of oxide fiber the continuous carbon fiber reinforced silicon carbide composites stitched into a whole, obtaining a pre formed ceramic matrix composites; finally repeated on densification of preform, the double-layer structure of ceramic matrix composites. The double layer structure ceramic matrix composite material of the invention has the mechanical properties of the Cf/SiC composite material, and has excellent high-temperature dielectric property and oxidation resistance.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及到陶瓷基复合材料领域,具体涉及一种双层结构陶瓷基复合材料及其制备方法。
技术介绍
陶瓷材料具有高熔点、高硬度、低密度、耐磨损、抗腐蚀以及高温稳定性好等一系列优点,而作为结构材料,单相陶瓷的韧性很差,不能承受剧烈的机械冲击与热冲击,可能瞬间发生灾难性破坏,严重影响了其在实际中的应用。人们在陶瓷基体中通过引入第二相来提高强度和韧性的多相材料,即陶瓷基复合材料,在各种增韧方式中以连续纤维增韧效果最为明显,制备纤维增强陶瓷基复合材料的主要方法有浆料浸渍-热压法、化学反应法、熔体渗透(浸渍)法、溶胶-凝胶法、先驱体转化法等方法。目前应用最为广泛的陶瓷基复合材料是Cf/SiC,具有高温强度高、密度低、耐腐蚀和耐磨损性好等优异性能。然而由于增强相碳纤维本身不耐高温,在400℃以上氧化环境(特别是含有氧气、水蒸气和二氧化碳等)中极易氧化,这将引发碳纤维性能急剧下降,并最终导致复合材料丧失良好的力学性能,极大地限制了其在高温环境中的应用。为解决氧化问题,一般是采用表面涂层法对Cf/SiC复合材料进行整体抗氧化保护,可作为涂层材料主要有玻璃陶瓷体系、硅酸钇体系等。然而由于涂层与基体间存在热膨胀系数差异,且高温下涂层本身存在相对稳定性问题等都会导致涂层开裂失效,因此Cf/SiC复合材料在高温且富氧环境中的应用依然受到限制。另外增强相碳纤维是电的良导体,不适宜作为高温介电基板。氧化物纤维增强氧化物复合材料具有优异的高温介电性能、热学和抗氧化性能,可以在高温氧化环境下长时间使用,适宜作为高温介电基板,但由于力学性能低于Cf/SiC复合材料,限制了其应用。因此,研 ...
【技术保护点】
一种双层结构陶瓷基复合材料,其特征在于,所述陶瓷基复合材料为双层结构,包括位于底层的连续碳纤维增强碳化硅复合材料层和位于上层的氧化物纤维增强氧化物基复合材料层。
【技术特征摘要】
1.一种双层结构陶瓷基复合材料,其特征在于,所述陶瓷基复合材料为双层结构,包括位于底层的连续碳纤维增强碳化硅复合材料层和位于上层的氧化物纤维增强氧化物基复合材料层。2.如权利要求1所述的陶瓷基复合材料,其特征在于,所述氧化物纤维增强氧化物基复合材料包括连续石英纤维增强氧化物基复合材料、连续铝硅酸盐纤维增强氧化物基复合材料、连续莫来石纤维增强氧化物基复合材料或连续氧化铝纤维增强氧化物基复合材料。3.一种如权利要求1或2所述的陶瓷基复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)采用先驱体浸渍裂解工艺对连续碳纤维织物进行反复致密化,得到连续碳纤维增强碳化硅复合材料;(2)通过Z向缝合的方式将氧化物纤维织物缝合成编制件,再以Z向缝合的方式将氧化物纤维编制件与所述连续碳纤维增强碳化硅复合材料缝合成为一个整体,得到陶瓷基复合材料预成型体;(3)对步骤(2)制备得到的陶瓷基复合材料预成型体进行反复致密化,得到双层结构陶瓷基复合材料。4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述连续碳纤维增强碳化硅复合材料的制备方法具体步骤为:先在连续碳纤维织物中按0.5根/cm2~2根/cm2的镶嵌密度镶嵌铜丝,将连续碳纤维织物制成碳纤维织物预成型体,再以聚碳硅烷和二甲苯作为先驱体浸渍溶液,以先驱体浸渍裂解工艺对所述碳纤维织物预成型体进行反复致密化,最后将致密化后的预成型体置于浓硝酸中处理12h~24h,得到含有一定密度孔的连续碳纤维增强碳化硅复合材料。5.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中连续碳纤维增强碳化硅复合材料的制备方法为:以聚碳硅烷和...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘海韬,姜如,黄文质,
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科学技术大学,
类型:发明
国别省市:湖南;43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。