The invention belongs to the field of composite materials, and discloses a C/C SiC composite parts preparation method and product, which comprises the following steps: (a) the preparation of carbon fiber / phenolic resin composite powder by solvent evaporation method; (b) based on the 3D model of the part, the carbon fiber composite powder forming initial shape the blank parts using 3D printing technology; (c) the original blank for the first time to get the C/C densified porous body; (d) the C/C porous body in molten silicon infiltration reaction, high temperature silicon removing process and second densification processing, get the final C/C SiC parts. The invention can near net forming with complex structure C/C SiC composite parts, at the same time, the method of short production cycle and low cost, the C/C SiC composite parts and residual silicon content was low, with excellent performance.
【技术实现步骤摘要】
一种C/C-SiC复合材料零件的制备方法及其产品
本专利技术属于复合材料领域,更具体地,涉及一种C/C-SiC复合材料零件的制备方法及其产品。
技术介绍
C/C-SiC复合材料是一种以碳纤维为增强体,以碳、碳化硅为基体的复合材料,具有密度低、强度高、耐高温、耐化学腐蚀、摩擦系数高、磨损率低、抗热衰退性能好等诸多优点,可作为高温结构材料、热防护材料、刹车材料而应用于航空航天、能源、交通等领域。如火箭发动机喉衬、喷管和燃烧室,核能制氢用的热交换器,飞机、高速列车刹车盘等。C/C-SiC复合材料中碳纤维增强体的结构形式主要有连续碳纤维和短碳纤维,不同的碳纤维增强体具有不同的网络结构、孔隙结构与分布、成形方式,可以满足不同类型的特殊需求。其中短碳纤维增强的C/C-SiC复合材料制备工艺简单,周期短、成本低,应用前景广泛。目前,短碳纤维增强的C/C多孔预制体主要通过模压工艺制得,该工艺受限于模具的复杂程度,因此难以实现具有复杂结构零部件的整体近净成形,如为提高制动性能而设计的内部具有复杂散热通道的刹车盘,模压工艺难以实现成形。3D打印技术利用逐层加工并叠加的原理,理论上可以实现任意复杂结构的加工,本课题组曾公开了一种采用激光选区烧结(SLS)工艺制备碳化硅陶瓷件的方法(申请号201610496893.2),该方法首先制备碳化硅、碳、粘接剂及固化剂的机械混合粉末,然后采用SLS技术成形碳化硅素坯,接着对素坯进行固化和炭化处理,最后采用真空溶渗烧结的方式得到碳化硅陶瓷件,但是,该方法由于粉末制备不均匀、碳化硅素坯孔隙率高等原因,导致碳化硅陶瓷中存在大量残硅,严重影响零件 ...
【技术保护点】
一种C/C‑SiC复合材料零件的制备方法,其特征在于,该方法包括下列步骤:(a)利用溶剂蒸发法制备酚醛树脂均匀覆膜的碳纤维复合粉末;(b)依据所需零件的三维模型,将所述碳纤维复合粉末利用3D打印技术成形为该所需零件的初始形坯;(c)将所述形坯依次重复进行第一次增密处理,得到密度为0.7~1.1g/cm
【技术特征摘要】
1.一种C/C-SiC复合材料零件的制备方法,其特征在于,该方法包括下列步骤:(a)利用溶剂蒸发法制备酚醛树脂均匀覆膜的碳纤维复合粉末;(b)依据所需零件的三维模型,将所述碳纤维复合粉末利用3D打印技术成形为该所需零件的初始形坯;(c)将所述形坯依次重复进行第一次增密处理,得到密度为0.7~1.1g/cm3,开口孔隙率为30~50%的C/C多孔体;(d)将所述C/C多孔体依次进行真空熔融渗硅、除硅和第二次增密处理后得到所需的C/C-SiC复合材料零件。2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(a)中,所述溶剂蒸发法按照下列步骤进行:(a1)将固化剂质量分数7~10%的热塑性酚醛树脂完全溶解于有机溶剂后再加入碳纤维粉末,得到所述碳纤维均匀分散的溶液,其中,所述碳纤维粉末与所述酚醛树脂的体积比为(2~8):(2~8);(a2)将所述溶液蒸馏得到粉末聚集体,并依此进行干燥、研磨和筛分后得到所述的碳纤维复合粉末。3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,在步骤(a1)中,所...
【专利技术属性】
技术研发人员:闫春泽,朱伟,傅华,徐中凤,史玉升,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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