一种内含导热导电CNT网络的陶瓷基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种内含导热导电CNT网络的陶瓷基复合材料的制备方法，利用CNT纸与陶瓷纤维布叠层制备复合材料预制体，并结合厚度方向的CNT定向微柱建立三维导热导电通道，采用化学气相沉积法制备陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料，得到导热导电CNT网络的陶瓷基复合材料，有利于充分发挥CNT的导热导电等功能特性。复合材料的热导率提升20～50倍，电导率提升50～300倍。有益效果：(1)稳定提高CNT的含量；(2)建立材料厚度方向的CNT网络结构。

Fabrication of Ceramic Matrix Composites Containing Thermal Conductivity and Conductivity CNT Networks

The invention relates to a preparation method of ceramic matrix composites containing thermal conductive and conductive CNT network. The ceramic matrix composites of thermal conductive and conductive CNT network are prepared by lamination of CNT paper and ceramic fiber cloth, three-dimensional thermal conductive and conductive channels are established by combining the thickness direction of CNT directional microcolumns, and ceramic fiber reinforced ceramic matrix composites are prepared by chemical vapor deposition method, and the ceramic matrix composites of thermal conductive and conductive CNT network are obtained. Material is conducive to giving full play to the thermal conductivity and other functions of CNT. The thermal conductivity of the composites increases by 20 to 50 times and the electrical conductivity increases by 50 to 300 times. Beneficial effects: (1) steadily increase the content of CNT; (2) establish the CNT network structure in the direction of material thickness.

【技术实现步骤摘要】
一种内含导热导电CNT网络的陶瓷基复合材料的制备方法
本专利技术属于复合材料领域，，涉及一种内含导热导电CNT网络的陶瓷基复合材料的制备方法。
技术介绍
随着工业生产技术以及航空航天技术的发展，对复合材料种类的需求更加多样，对材料性能的要求也越来越高。在许多领域，例如火箭发动机和空天飞行器的热防护系统等，不仅要求陶瓷基复合材料具备良好的力学性能，还要求材料具有优良的导热、导电和电磁屏蔽性能。CNT作为性能优异的碳纳米材料已经成为复合材料领域常用的功能性增强体。目前陶瓷基复合材料领域CNT的掺杂工艺主要为原位生长、电泳沉积等，此类工艺无法精确控制CNT的含量，且忽略材料厚度方向CNT通道的建立，限制了材料的应用范围。文献1“Improvingthermalconductivityinthethrough-thicknessdirectionofcarbonfibre/SiCcompositesbygrowingverticallyalignedcarbonnanotubes.Carbon(2017)11684-93.”利用化学气相沉积的方法在碳纤维织物上垂直纤维布表面方向生长出CNT，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内含导热导电CNT网络的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1.制备CNT纸：将硝酸与CNT按照质量比为1:100～1:150混合，对CNT进行预氧化处理0.5～2h后过滤硝酸；在加入水与CNT液混合配制分散均匀的CNT悬浮液，使用真空抽滤法制备CNT纸，将附有CNTs纸的滤纸取下，放入70～100℃干燥烘箱中干燥1～5h，即得到均匀的CNTs纸；利用预处理的CNT配制分散均匀的CNT悬浮液，使用真空抽滤法制备CNT纸，步骤2.制备CNT‑纤维预制体：将2～5片CNT纸与3～7片纤维布叠层，并使用针刺法制备CNT‑纤维预制体；步骤3.沉积界面：采用CVI工艺制备陶瓷基复合...

【技术特征摘要】
1.一种内含导热导电CNT网络的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1.制备CNT纸：将硝酸与CNT按照质量比为1:100～1:150混合，对CNT进行预氧化处理0.5～2h后过滤硝酸；在加入水与CNT液混合配制分散均匀的CNT悬浮液，使用真空抽滤法制备CNT纸，将附有CNTs纸的滤纸取下，放入70～100℃干燥烘箱中干燥1～5h，即得到均匀的CNTs纸；利用预处理的CNT配制分散均匀的CNT悬浮液，使用真空抽滤法制备CNT纸，步骤2.制备CNT-纤维预制体：将2～5片CNT纸与3～7片纤维布叠层，并使用针刺法制备CNT-纤维预制体；步骤3.沉积界面：采用CVI工艺制备陶瓷基复合材料的热解碳界面相，以C3H6为气源，Ar为稀释气体，H2为载气；工艺参数为：沉积温度为800～950℃，系统总压为4～8kPa；步骤4.制备密度为1.0～1.7g/cm3的复合材料：以CH3SiCl3为气源，Ar为稀释气体，以鼓泡方式用H2作为载气将CH3SiCl3带入反应炉内，沉积至密度为1.0～1.7g/cm3；工艺参数为：沉积温度为900～1200℃，系统总压为4～8kPa，H2与CH3SiCl3的摩尔比为10:1；步骤5.激光制孔：使用飞秒激光加工工艺对半致密化复合材料进行制孔，孔径为0.3～1.0mm、微孔面积占试样表面积的3～20％。步骤6.C...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永胜，曹立阳，王晶，陈杰，张运海，李精鑫，成来飞，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61