一种纤维增强SiC基复合材料的成型方法技术

本发明专利技术属于陶瓷基复合材料的制备技术领域，涉及一种纤维增强SiC基复合材料的成型方法。本发明专利技术采用首周期金属注射模具成型和致密化周期石墨裂解模具成型结合的方式，使纤维增强SiC基复合材料在整个PIP工艺过程中得到近净尺寸成型。首先，以纤维为原材料制备纤维预制体，将纤维预制体放置于石墨模具中预成型后，使用无溶剂液态将纤维预制体转移至金属注射模具中进行首周期成型，最后采用先驱体浸渍裂解法(PIP)，将纤维增强SiC基复合材料在带孔的石墨裂解模具中进行致密化周期的成型。该方法能够实现纤维增强SiC基复合材料近净尺寸成型，制备的材料尺寸精度高，节约了加工成本，缩短了加工工期，促进了陶瓷基复合材料的工程化进程。

Method for forming fiber reinforced SiC base composite material

The invention belongs to the technical field of preparation of a ceramic matrix composite, and relates to a method for forming fiber reinforced SiC matrix composite material. The invention adopts the method that the first cycle metal injection mold is formed and the densification cycle graphite cracking mold is combined to make the fiber reinforced SiC matrix composite obtain near net size forming in the whole PIP process. First, the raw material preparation of fiber preform with fiber, the fiber preform preform into a graphite mold placed after the use of solvent free liquid will be transferred to the metal fiber preform injection mold in the first cycle molding, finally by precursor infiltration pyrolysis (PIP), the fabrication of fiber reinforced SiC composites for densification cycles in graphite mold with holes in cracking. This method can realize the near net size of fiber reinforced SiC composites molding materials, preparation of high precision, saves the processing cost, shorten the processing period, and promote the process of engineering ceramic matrix composites.

【技术实现步骤摘要】
一种纤维增强SiC基复合材料的成型方法
本专利技术属于陶瓷基复合材料的制备
，涉及一种纤维增强SiC基复合材料的成型方法。
技术介绍
陶瓷基复合材料不仅保留了陶瓷材料的耐高温、低密度、高比强、高比模、抗氧化和抗烧蚀等优异性能，而且克服了陶瓷材料脆性大和可靠性差等致命弱点，具有类似金属的断裂行为、对裂纹不敏感、不发生灾难性损毁等特征。其中，纤维增强SiC基复合材料兼具耐高温、低密度、抗氧化等特点，成为国内外研究的重点，在航空、航天等领域具有广阔应用前景。目前国内外研究的热点是针对纤维增强SiC基复合材料的成型技术以及制备工艺。先驱体浸渍裂解法(PIP)是近年来研究较多，发展迅速的陶瓷基复合材料制备工艺之一。PIP工艺制备陶瓷基复合材料使用纤维预制体为骨架，首先于聚合物先驱体中浸渍，排除纤维预制体中的空气，溶液交联固化或溶剂挥发后，填充纤维预制体，然后在惰性气氛保护下高温裂解，最后聚合物转化为陶瓷。PIP工艺的优点在于：能够通过先驱体的组分设计制备组分可控的基体材料；裂解温度较低，降低热处理过程中对纤维的损伤。目前PIP工艺通常使用固态聚碳硅烷(PCS)作为先驱体，浸渍时将固态PC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强SiC基复合材料的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，纤维预制体预成型；以纤维为原材料制备纤维预制体，保证纤维体积分数为40～50％；将纤维预制体放置于石墨模具中，采用热压机对纤维预制体预成型；步骤二，纤维增强SiC基复合材料首周期成型；将纤维预制体封装进金属注射模具中，采用无溶剂液态聚碳硅烷先驱体作为注射树脂，进行真空、加压注射，加压速度0.05～0.10MPa/10～60min加压至0.20～0.40MPa，注射完毕后将纤维预制体连同金属注射模具一起放置于烘箱中固化，固化完毕后将纤维增强SiC基复合材料坯体从金属注射模具中取出，转移至带孔的石墨裂解模具中；步骤三，纤维增...

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强SiC基复合材料的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，纤维预制体预成型；以纤维为原材料制备纤维预制体，保证纤维体积分数为40～50％；将纤维预制体放置于石墨模具中，采用热压机对纤维预制体预成型；步骤二，纤维增强SiC基复合材料首周期成型；将纤维预制体封装进金属注射模具中，采用无溶剂液态聚碳硅烷先驱体作为注射树脂，进行真空、加压注射，加压速度0.05～0.10MPa/10～60min加压至0.20～0.40MPa，注射完毕后将纤维预制体连同金属注射模具一起放置于烘箱中固化，固化完毕后将纤维增强SiC基复合材料坯体从金属注射模具中取出，转移至带孔的石墨裂解模具中；步骤三，纤维增强SiC基复合材料致密化周期成型；将首周期成型的纤维增强SiC基复合材料坯体连同带孔的石墨裂解模具一起放置于800～1600℃的高温炉内裂解，保温1-2h，降至室温；然后，将纤维增强SiC基复合材料坯体连同带孔的石墨裂解模具一起放置于盛有无溶剂液态聚碳硅烷先驱体的密闭容器中，抽真空浸渍，真空度0.1±0.01MPa，保持6～12h，取出后清理带孔的石墨裂解模具表面残余的无溶剂液态聚碳硅烷先驱体，将纤维增强SiC基复合材料坯体连同带孔的石墨裂解模具一起放置于800～1600℃的高温炉中再次裂解，重复该浸渍-裂解过程3～5次，再将纤维增强SiC基复合材料坯体从带孔的石墨裂解模具中取出，放入盛有无溶剂液态聚碳硅烷先驱体的密闭容器中，抽真空浸渍，真空度0.1±0.01MPa，保持6～12h，取出后清理纤维增强SiC基复合材料坯体表面残余的无溶剂液态聚碳硅烷先驱体，将纤维增强SiC基复合材料坯体放置于带孔的石墨裂解模具中，将纤维增强SiC基复合材料坯体连同带孔的石墨裂解模具一起放置于放入800～1600℃的高温炉中再次裂解，重复该浸渍-裂解过程5～10次，直至纤维增强SiC基复合材料坯体裂解后增重小于2％即完成纤维增强SiC基复合材料的致密化周期成型。2.根据权利要求1所述的一种纤维增强SiC基复合材料的成型方法，其特征在于，所述的带孔的石墨裂解模具...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冰玉，王岭，李宝伟，焦春荣，梁艳媛，刘善华，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司基础技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11