含界面相的氧化铝纤维增强莫来石陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术涉及纤维增强陶瓷材料领域，具体涉及一种含界面相的氧化铝纤维增强莫来石陶瓷及其制备方法。本发明专利技术的含界面相的氧化铝纤维增强莫来石陶瓷包括：基体、增强体以及设置于所述基体和所述增强体之间的界面相；其中，所述基体为莫来石，所述增强体为三维氧化铝纤维织物，所述界面相为由热解碳PyC界面相和碳化硅SiC界面相形成的PyC/SiC复合界面相，所述PyC界面相相对于所述SiC界面相更靠近所述增强体。本发明专利技术的含界面相的氧化铝纤维增强莫来石陶瓷可以提高传统三维氧化铝纤维织物增强莫来石陶瓷基复合材料的韧性，改善了脆性，满足航空航天等高技术领域对氧化铝纤维增强莫来石陶瓷材料的力学性能需求。

Alumina fiber reinforced mullite ceramic with boundary surface and preparation method thereof

The invention relates to the field of fiber reinforced ceramic materials, in particular to an alumina fiber reinforced mullite ceramic with a boundary surface and a preparation method thereof. Interphase containing alumina fiber of the invention includes: reinforced mullite ceramic matrix and reinforcement and arranged in the matrix and the reinforcement of the interface between the matrix phase; among them, mullite, the reinforcement for the three-dimensional alumina fiber fabric, PyC/SiC composite interface the interface phase by pyrolysis PyC interface and SiC interface of carbon silicon carbide phase formation phase, the PyC interface is relative to the SiC interface is closer to the reinforcement. Interphase containing alumina fiber of the invention reinforced mullite ceramics can improve the traditional 3D alumina fiber fabric reinforced mullite ceramic matrix composites to improve the toughness, brittleness, aerospace and other high-tech fields to meet the demand of mechanical properties of alumina fiber reinforced mullite ceramic materials.

【技术实现步骤摘要】
含界面相的氧化铝纤维增强莫来石陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及纤维增强陶瓷材料领域，具体涉及一种含界面相的氧化铝纤维增强莫来石陶瓷及其制备方法。
技术介绍
陶瓷基复合材料，是一种能在高温、高压和各种环境因素下表现长期优异力学性能的结构材料，可应用于如飞机涡轮发动机、高超音速导弹和战车、以及航天器热保护系统等领域中。作为最有前途的氧化物陶瓷——莫来石(3Al2O3·2SiO2)陶瓷具有良好的化学和热稳定性，热膨胀系数较低(4.5×10-6C-1)，电导率较低(0.06W·cm-1·K-1)，介电常数较低(ε≈7)，且抗蠕变性较高。然而，其应用却在很大程度上受限于其低断裂韧性(约2.2MPa·m-1/2)。克服这种限制的一种方法是将高强度连续陶瓷纤维引入莫来石基体，然后通过纤维的增韧机制、包括裂纹偏转、纤维桥接和纤维拉拔等来提高莫来石陶瓷的断裂韧性。例如，采用氧化铝纤维，氧化铝纤维不仅具有高模量、高强度、耐高温等优良性能，而且具有很好的耐腐蚀性，抗氧化性以及电绝缘性。针对现有的三维氧化铝纤维织物增强莫来石陶瓷基复合材料，高温成型和使用过程中，材料的脆性较差，纤维无法起到补强增韧作用，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含界面相的氧化铝纤维增强莫来石陶瓷，其特征在于，包括基体、增强体以及设置于所述基体和所述增强体之间的界面相；其中，所述基体为莫来石，所述增强体为三维氧化铝纤维织物，所述界面相为由热解碳PyC界面相和碳化硅SiC界面相形成的PyC/SiC复合界面相，所述PyC界面相相对于所述SiC界面相更靠近所述增强体。

【技术特征摘要】
1.一种含界面相的氧化铝纤维增强莫来石陶瓷，其特征在于，包括基体、增强体以及设置于所述基体和所述增强体之间的界面相；其中，所述基体为莫来石，所述增强体为三维氧化铝纤维织物，所述界面相为由热解碳PyC界面相和碳化硅SiC界面相形成的PyC/SiC复合界面相，所述PyC界面相相对于所述SiC界面相更靠近所述增强体。2.根据权利要求1所述的含界面相的氧化铝纤维增强莫来石陶瓷，其特征在于，所述PyC界面相的厚度为0.19～0.21μm，所述SiC界面相的厚度为0.19～0.21μm。3.根据权利要求1所述的含界面相的氧化铝纤维增强莫来石陶瓷，其特征在于，所述增强体采用体积分数为40％～45％的三维氧化铝纤维织物。4.一种如权利要求1～3中任意一项所述含界面相的氧化铝纤维增强莫来石陶瓷的制备方法，包括以下工艺步骤：步骤1、制备增强体：采用编织工艺将氧化铝纤维制备成所需形状的三维氧化铝纤维织物增强体；步骤2、制备PyC界面相：采用化学气相沉积法，在化学气相沉积炉中通过PyC先驱体气体在步骤1得到的所述三维氧化铝纤维织物的表面沉积制备所述PyC界面；步骤3、制备SiC界面相：采用化学气相沉积法，在化学气相沉积炉中通过SiC先驱体气体在步骤2得到所述PyC界面相的表面沉积得到所述SiC界面相，形成所述PyC/SiC复合界面相；步骤4、制备莫来石基体：在所述PyC/SiC复合界面相的外表面制备莫来石基体，形成含界面相的氧化铝纤维增强莫来石陶瓷。5.根据权利要求4所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗瑞盈，王威博，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11