一种碳化硅/环氧树脂复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳化硅/环氧树脂复合材料的制备方法，该制备方法采用天然木材作为模板，对其进行高温炭化后获得多孔碳材料；再经过高温烧结，SiO气体与碳发生原位碳热还原反应，得到了具有木材网状结构的多孔碳化硅陶瓷骨架。再通过真空浸渍法将环氧树脂、促进剂和固化剂的混合溶液填充到多孔SiC陶瓷骨架中，经过高温固化，获得碳化硅/环氧树脂复合材料。本发明专利技术可通过选择不同种类的木材以及组织部位来调控复合材料中的碳化硅的体积分数；另一方面，复合材料中的多孔碳化硅完全继承了木材的多孔网格状结构，在碳化硅/环氧树脂复合材料中可形成连续的导热网络，同时作为承载骨架，可大幅提高复合材料的热导率、摩擦系数和力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅/环氧树脂复合材料的制备方法
本专利技术属于高分子复合材料领域，具体涉及一种碳化硅/环氧树脂复合材料的制备方法。
技术介绍
环氧树脂是一种热固性树脂，具有优异的粘接性、高电绝缘性和耐化学腐蚀性以及低收缩、易加工和低成本等优点，其在胶粘剂、涂料、电子、航天航空、电子封装等领域具有广泛的应用。随着电子器件中的电路系统越来越密集，特别是微电子器件中的散热需求越来越大，亟需具备更高的散热能力的电子封装材料，来消除电子器件积累的热量。但是，环氧树脂属于热的不良导体，导热系数太低，大约在0.15～0.25W·m-1k-1，限制其在电子封装方面的应用，如果能提高其导热性能，用于微电子器件的封装材料，能极大节约产品成本。实现高导热的有效方法是向树脂中添加高导热的无机材料，碳化硅具有高导热、高强度、高模量、耐腐蚀、耐磨损以及耐冲击等优异性能，常被当做填料掺于环氧树脂中制备复合材料。传统的解决方法是往环氧树脂中加入微米或者纳米碳化硅粒子、纤维作为填料，但是细小的粒子、纤维的在复合材料中的分布难以调控，当质量浓度含量低时，无机粒子和纤维孤立分布，在环氧树脂基体中难以形成有效的导热网络和承载骨架，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，该碳化硅/环氧树脂复合材料通过将环氧树脂、环氧树脂固化剂和促进剂的混合材料浸润至多孔碳化硅骨架中，高温固化后制备得到，其中，碳化硅在碳化硅/环氧树脂复合材料中的体积分数为10vol％～60vol％，具体包括以下步骤：1)炭模板的制备：选取不同种类的木材，加工尺寸为(40～60)mm×(8～12)mm×(8～12)mm，放入鼓风干燥箱在80～120℃温度下干燥1～3天，再放入管式炉在1000℃～1200℃下保温2～6h炭化，得到炭模板；2)多孔碳化硅陶瓷骨架的制备：将SiO粉末置于坩埚底部，将炭模板置于坩埚中部，再将坩埚放在多功能烧结炉中，...

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，该碳化硅/环氧树脂复合材料通过将环氧树脂、环氧树脂固化剂和促进剂的混合材料浸润至多孔碳化硅骨架中，高温固化后制备得到，其中，碳化硅在碳化硅/环氧树脂复合材料中的体积分数为10vol％～60vol％，具体包括以下步骤：1)炭模板的制备：选取不同种类的木材，加工尺寸为(40～60)mm×(8～12)mm×(8～12)mm，放入鼓风干燥箱在80～120℃温度下干燥1～3天，再放入管式炉在1000℃～1200℃下保温2～6h炭化，得到炭模板；2)多孔碳化硅陶瓷骨架的制备：将SiO粉末置于坩埚底部，将炭模板置于坩埚中部，再将坩埚放在多功能烧结炉中，通入氩气，在1500℃～1800℃保温1～8小时，进行碳热还原反应生成碳化硅陶瓷骨架，其中SiO和炭模板的质量比为(8～12):1；3)多孔碳化硅骨架表面改性：将步骤2)得到的多孔陶瓷骨架表面打磨平整后，置于含有2～5wt％硅烷偶联剂的无水乙醇中进行表面改性，60～80℃保温2～5h；4)“砖泥结构”碳化硅/环氧树脂复合材料的制备：将步骤3)表面改性后得到的多孔碳化硅骨架预热到70～90℃；将环氧树脂、固化剂与促进剂的混合溶液在70～90℃下高速搅拌2～4h，混合均匀后，真空脱泡2～4h；将预热的多孔碳化硅骨架置于环氧树脂、促进剂和固化剂的混合溶液中浸渍1～4h；在设...

【专利技术属性】
技术研发人员：王波，张建飞，李紫璇，周小楠，丁克，智强，黄鑫，杨建锋，史忠旗，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61