一种二氧化硅包覆碳纤维及其制备方法、一种改性的聚酰亚胺复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及复合材料技术领域，提供了一种二氧化硅包覆碳纤维及其制备方法，一种二氧化硅包覆碳纤维改性的聚酰亚胺复合材料及其制备方法，以及所述复合材料作为摩擦材料的应用。本发明专利技术所述二氧化硅包覆碳纤维与基体具有极佳的界面结合性能，能够提高摩擦系数的稳定性、材料的耐磨性以及超声电机寿命和转换效率，这种纳微协同的新型结构具有极大的应用价值，克服了纳米二氧化硅分散不均以及因碳纤维与基体界面结合性差，导致纤维大量剥落的问题。由实施例结果可知，本发明专利技术所得二氧化硅包覆碳纤维改性的聚酰亚胺复合材料硬度(邵氏D):≥85，磨损量:≤0.0008g/h，弹性模量:≥9.5GPa，转换效率:≥45％，性能优异。

A silica-coated carbon fiber and its preparation method, a modified polyimide composite material and its preparation method and Application

The invention relates to the technical field of composite materials, provides a silicon dioxide coated carbon fiber and a preparation method thereof, a silicon dioxide coated carbon fiber modified polyimide composite material and a preparation method thereof, and the application of the composite material as a friction material. The silicon dioxide coated carbon fiber has excellent interface bonding performance with the matrix, and can improve the stability of friction coefficient, the wear resistance of the material and the lifetime and conversion efficiency of the ultrasonic motor. This new nano-micro synergistic structure has great application value, overcomes the uneven dispersion of nano-silica and the poor interface bonding between the gene carbon fiber and the matrix, resulting in the fiber. The problem of massive exfoliation. The results of the embodiments show that the hardness (Shao's D): > 85, the wear amount: < 0.0008g/h, the elastic modulus: > 9.5GPa, the conversion efficiency: > 45%, and the performance of the polyimide composite modified by carbon fiber coated with silica are excellent.

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅包覆碳纤维及其制备方法、一种改性的聚酰亚胺复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种二氧化硅包覆碳纤维及其制备方法和一种二氧化硅包覆碳纤维改性的聚酰亚胺复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
超声电机是一种新型摩擦驱动的电机，与传统的电磁电机的工作原理不同，超声电机经过两次能量转化，利用压电陶瓷的逆压电效应和定、转子间的摩擦作用，实现转子的旋转或者直线运动，输出功率，驱动负载。超声电机是一项集超声学、振动学、材料学、摩擦学、电子学和控制科学为一体的多学科交叉的技术。超声电机制造技术是随着以上学科的发展而发展的，是随着各种新结构、新原理的出现而逐渐完善的，具有大力矩低转速、不需减速机构、能量密度大、可达电磁电机的3～10倍、响应速度快、仅ms量级、定位精度高、无电磁干扰、因靠摩擦驱动，具有自锁功能。比传统电机更适合在严苛的工作环境下工作。因此，在超声电机在太空探索、武器装备、精密定位等领域有非常广阔的应用前景。摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行传动、制动、减速、转向等作用的部件材料。作为利用摩擦来驱动的超声电机，毫无疑问摩擦材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化硅包覆碳纤维的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)将碳纤维分散于无水乙醇中，得到分散液；(2)将步骤(1)所得分散液和多巴胺、缓冲液混合后进行一级包覆，得到多巴胺包覆的碳纤维；(3)将所得多巴胺包覆的碳纤维分散于无水乙醇中，得到分散液；(4)将步骤(3)所得分散液和氨水、正硅酸乙酯混合后进行二级包覆，得到二氧化硅包覆碳纤维。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅包覆碳纤维的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)将碳纤维分散于无水乙醇中，得到分散液；(2)将步骤(1)所得分散液和多巴胺、缓冲液混合后进行一级包覆，得到多巴胺包覆的碳纤维；(3)将所得多巴胺包覆的碳纤维分散于无水乙醇中，得到分散液；(4)将步骤(3)所得分散液和氨水、正硅酸乙酯混合后进行二级包覆，得到二氧化硅包覆碳纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳纤维和步骤(2)中多巴胺的质量比为(5～20):(10～12)；所述步骤(2)中缓冲液为三羟甲基氨基甲烷溶液，其浓度为1～1.5g/L；所述步骤(2)中缓冲液的添加量以使得分散液、多巴胺和缓冲液三者形成的混合液的pH值为8～10为准；所述步骤(2)中的一级包覆的时间为10～15h。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中多巴胺包覆的碳纤维的质量和步骤(4)中正硅酸乙酯的体积比为5～20g:20～40mL；所述步骤(4)中氨水的浓度为13～15mol/L，所述氨水和正硅酸乙酯的体积比为(20～40):(20～40)；所述步骤(4)中二级包覆的时间为10～15h。4.权利要求1～3任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王齐华，李宋，张新瑞，王廷梅，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62