The invention relates to a C/C_TiC ceramic matrix composite and a method for preparing the ceramic matrix composite by in-situ reaction. The method includes: (1) preparing SiC interfacial layer on the surface of carbon fiber preform; (2) first high temperature treatment: first high temperature treatment: first high temperature treatment for carbon fiber preform with SiC interfacial layer; (3) impregnation, curing and pyrolysis: impregnation, solidification and pyrolysis of the material after step (2) treatment in turn, repeat the above process until the design requirements are met; The impregnated glue contains paracetamol-formaldehyde resin and spherical titanium powder with particle size not exceeding 100 nm; (4) second high temperature treatment: the material obtained in step (3) was treated at the second high temperature to obtain C/C_TiC ceramic matrix composites. The invention realizes in-situ reaction of C and Ti by mixing superfine spherical titanium powder with paracetamol formaldehyde resin, and the prepared TiC matrix is evenly distributed in the composite material.
【技术实现步骤摘要】
一种C/C-TiC陶瓷基复合材料及原位反应法制备该陶瓷基复合材料的方法
本专利技术涉及陶瓷基复合材料
,尤其涉及一种C/C-TiC陶瓷基复合材料以及原位反应法制备C/C-TiC陶瓷基复合材料的方法。
技术介绍
碳纤维增强陶瓷基复合材料结合了碳纤维优异的高温性能和陶瓷基体的高温热力学性能,具有抗氧化、质轻、抗热震、高温性能优异等特点,因而被广泛应用于航空、航天和汽车等领域。目前,该类复合材料的制造工艺技术主要有化学气相渗透法(ChemicalVaporInfiltration,CVI)及反应熔渗法(ReactiveMeltInfiltration,RMI)。CVI工艺制备陶瓷基复合材料,陶瓷基体结晶度较高,但生产周期较长,且工艺控制难度大,不适合厚度超过5mm构件的制备。RMI工艺具有制备周期短、成本低、残余孔隙率低(2%~5%)等优点,是一种非常具有市场竞争力的工业化生产技术。RMI工艺一般采用液态熔融金属浸渗C/C多孔体来获得陶瓷基复合材料,液态金属与C反应生成陶瓷基体,由于金属与碳基体的不均匀分布导致金属与碳基体无法实现充分反应。因此,RMI制备陶瓷基复合材料有大量游离金属单质和碳基体存在,影响陶瓷基复合材料的力学性能和抗烧蚀性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于实现RMI制备无游离金属残留的C/C-TiC陶瓷基复合材料,提供一种可以实现金属均匀分布,原位反应生成TiC陶瓷基体的制备方法。为了实现上述目的,本专利技术提供了如下技术方案:一种原位反应法制备C/C-TiC陶瓷基复合材料的方法,包括如下步骤:(1)在碳纤维预制体表面制备SiC界面层;( ...
【技术保护点】
1.一种原位反应法制备C/C‑TiC陶瓷基复合材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)在碳纤维预制体表面制备SiC界面层;(2)第一高温处理:将步骤(1)制得的带有SiC界面层的碳纤维预制体进行第一高温处理;(3)浸渍、固化和裂解:将经步骤(2)处理后得到的材料依次进行浸渍、固化和裂解,重复上述工序,直至达到设计要求;用于进行浸渍的胶液包含氨酚醛树脂和粒径不超过100nm的球形钛粉;(4)第二高温处理:将步骤(3)获得的材料进行第二高温处理,得到C/C‑TiC陶瓷基复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种原位反应法制备C/C-TiC陶瓷基复合材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)在碳纤维预制体表面制备SiC界面层;(2)第一高温处理:将步骤(1)制得的带有SiC界面层的碳纤维预制体进行第一高温处理;(3)浸渍、固化和裂解:将经步骤(2)处理后得到的材料依次进行浸渍、固化和裂解,重复上述工序,直至达到设计要求;用于进行浸渍的胶液包含氨酚醛树脂和粒径不超过100nm的球形钛粉;(4)第二高温处理:将步骤(3)获得的材料进行第二高温处理,得到C/C-TiC陶瓷基复合材料。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,钛粉与氨酚醛树脂的质量比为(5~9):10。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述胶液还包含稀释剂;优选地,稀释剂为苯酚或醇类化合物,进一步优选地,所述稀释剂与氨酚醛树脂的质量比为(1~2):1。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述SiC界面层的厚度为8~15微米。5.根据权利要求4所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员:裴雨辰,王鹏,于新民,金鑫,于艺,宋环君,左红军,霍鹏飞,
申请(专利权)人:航天特种材料及工艺技术研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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