The invention discloses a preparation method of silicon carbide fiber frame, which adopts an electric body power jet 3D printer, and then heat-treats the printed sample to obtain the silicon carbide fiber frame. The preparation method of the present invention is simple in technology, convenient in operation, reduces the production cost, and can meet the requirements of industrial production and carbonizes. The silicon fiber frame formed at one time effectively avoids the shortcomings of complicated secondary braiding and poor integrity of the traditional drawing fiber; the silicon carbide fiber frame provided by the present invention is an ideal high-performance reinforcement of the composite material because the fibers and the fibers adhere to each other, the braiding adhesion is strong, and the mechanical properties are excellent. The SiCf/SiC composite material with three-dimensional cross-linked fiber structure is prepared by inventing the silicon carbide fiber frame, which has high strength, high modulus and high temperature resistance, and has secondary processing properties such as arbitrary shearing and punching.
【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅纤维框架的制备方法及其应用
本专利技术属于功能材料制备
,具体涉及一种碳化硅纤维框架的制备方法及其应用。
技术介绍
碳化硅纤维(SiCf)具有硬度高、耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、热膨胀系数低及导热性好等优异性能,它与碳纤维(Carbonfiber)相比,具有更好的高温抗氧化性能,是先进复合材料常用的高性能增强纤维之一,而且SiCf和碳化硅陶瓷有极好的相容性,在高温下不会与基体材料发生反应,是一种理想的复合材料的高性能增强体。碳化硅纤维框架是由SiCf编织而成,其在航空发动机涡轮叶片、燃烧室内衬套、核聚变反应堆材料等领域具有广泛的应用前景。世界各国科学家对制备碳化硅纤维框架展开了广泛的研究,日本的NipponCarbon公司、Ube公司、美国的DowConing公司、Michigan大学、Florida大学和德国的Bayer公司等都在此领域进行了大量的研究工作。目前,在碳化硅纤维框架编织过程中普遍存在步骤繁琐、编织结合力弱、力学性能差等缺点,限制了碳化硅纤维框架的大规模应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备工艺简单、编织结合力强、力学性能优异的碳化硅纤维框架的制备方法及其应用。本专利技术提供的这种碳化硅纤维框架的制备方法,包括以下步骤:(1)将聚碳硅烷和四氢呋喃在设定温度下进行搅拌,然后加入乙醇和聚乙烯吡咯烷酮,充分搅拌后得到混合溶液;(2)将步骤(1)所得混合溶液通过电流体动力喷射3D打印机,得到打印样品;(3)将步骤(2)所得打印样品在空气中煅烧,得到煅烧后的样品;(4)对步骤(3)所得煅烧后的样品置于惰性气氛中烧结,得到 ...
【技术保护点】
1.一种碳化硅纤维框架的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将聚碳硅烷和四氢呋喃在设定温度下进行搅拌,然后加入乙醇和聚乙烯吡咯烷酮,充分搅拌后得到混合溶液;(2)将步骤(1)所得混合溶液通过电流体动力喷射3D打印机,得到打印样品;(3)将步骤(2)所得打印样品在空气中煅烧,得到煅烧后的样品;(4)对步骤(3)所得煅烧后的样品置于惰性气氛中烧结,得到烧结后的样品;(5)将步骤(4)所得烧结后的样品进行退火处理,得到所述碳化硅纤维框架。
【技术特征摘要】
1.一种碳化硅纤维框架的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将聚碳硅烷和四氢呋喃在设定温度下进行搅拌,然后加入乙醇和聚乙烯吡咯烷酮,充分搅拌后得到混合溶液;(2)将步骤(1)所得混合溶液通过电流体动力喷射3D打印机,得到打印样品;(3)将步骤(2)所得打印样品在空气中煅烧,得到煅烧后的样品;(4)对步骤(3)所得煅烧后的样品置于惰性气氛中烧结,得到烧结后的样品;(5)将步骤(4)所得烧结后的样品进行退火处理,得到所述碳化硅纤维框架。2.根据权利要求1所述的碳化硅纤维框架的制备方法,其特征在于,所述聚碳硅烷和四氢呋喃的质量体积比为1:(5~20)g/ml。3.根据权利要求1所述的碳化硅纤维框架的制备方法,其特征在于,所述聚乙烯吡咯烷酮和乙醇的质量体积比为1:(4~15)g/ml;所述聚乙烯吡咯烷酮的加入量为聚碳硅烷质量的50~200%。4.根据权利要求1所述的碳化硅纤维框架的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,将聚碳硅烷和四氢呋喃在20~60℃下搅拌0.5~6h。5.根据权利要求1所述的碳化硅纤维框架的制备方法,其特征在于...
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