一种在碳化硅纤维表面原位生长碳化硅纳米线的方法技术

本发明专利技术属于SiC纳米线制备领域，公开一种在碳化硅纤维表面原位生长碳化硅纳米线的方法，首先在SiC纤维表面利用酚醛树脂热解产物预合成一层特定厚度和粗糙度的碳层，来实现对SiC纤维改性，进而利用溶胶凝胶反应在SiC纤维表面原位合成高纯度、分散均匀的SiC纳米线。本发明专利技术通过在SiC纤维表面预合成一层碳层可以改善SiC纤维表面光滑不利于合成纳米相的问题，同时，预合成的碳层可以为后续SiC纳米线的生长补充碳源，提高纳米线的产量；另外，本发明专利技术利用溶胶凝胶反应合成SiC纳米线，可通过均一的硅源来保证纳米线在SiC纤维间隙及表面分布的均匀性，同时无需引入金属催化剂，最终实现高纯度SiC纳米线的低成本制备。

【技术实现步骤摘要】
一种在碳化硅纤维表面原位生长碳化硅纳米线的方法
本专利技术涉及碳化硅(SiC)纳米线的制备
，更具体地说，涉及一种在SiC纤维表面原位生长SiC纳米线的方法。
技术介绍
连续SiC纤维增强SiC(SiCf/SiC)复合材料具有优异的高温性能、耐腐蚀和耐辐射等特性，在航空航天及核能领域具有极大的应用潜力。然而，SiC陶瓷的本征脆性以及制备工艺的限制导致SiCf/SiC复合材料存在致密化速率低、孔隙率高、基体易开裂等问题，由此限制了其作为高温结构材料的广泛应用。针对这一问题，国内外研究人员提出了许多解决方法，其中，在SiCf/SiC复合材料制备过程中引入均匀分布的纳米尺度增强相，是提升复合材料致密化速率、降低孔隙率及改善其韧性的有效手段。相较于块体SiC，一维结构的SiC纳米线在兼具更高的强度、模量以及室温超塑性等优势的同时，与SiC陶瓷基体具有良好的物理化学相容性，其作为惰性填料能够有效填补SiCf/SiC复合材料存在的孔隙，提升复合材料致密化速率，而作为增韧相能够显著提高复合材料韧性，进一步改善其力学性能。YangW等人公开的“T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在SiC纤维表面原位生长SiC纳米线的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：将热固性酚醛树脂粉溶于乙醇中，搅拌均匀，得到酚醛树脂溶液，热固性酚醛树脂粉与乙醇的质量比为2.5％-7.5％；/n步骤2：将已预除胶的SiC纤维布放入步骤1得到的酚醛树脂溶液中，浸渍后烘干，随后外层包裹石墨纸置于含有活性炭粉的刚玉坩埚中；将刚玉坩埚置于管式炉中，持续向炉内通入氩气，进行热处理，得到含碳层SiC纤维布，所述碳层的厚度为200nm～400nm，表面粗糙度为200～400μm；/n步骤3：将正硅酸乙酯或丙基三甲氧基硅烷和乙醇搅拌均匀，加入浓盐酸调节溶液的PH值为2～3，再加入去离子水搅拌均匀，得...

【技术特征摘要】
1.一种在SiC纤维表面原位生长SiC纳米线的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将热固性酚醛树脂粉溶于乙醇中，搅拌均匀，得到酚醛树脂溶液，热固性酚醛树脂粉与乙醇的质量比为2.5％-7.5％；
步骤2：将已预除胶的SiC纤维布放入步骤1得到的酚醛树脂溶液中，浸渍后烘干，随后外层包裹石墨纸置于含有活性炭粉的刚玉坩埚中；将刚玉坩埚置于管式炉中，持续向炉内通入氩气，进行热处理，得到含碳层SiC纤维布，所述碳层的厚度为200nm～400nm，表面粗糙度为200～400μm；
步骤3：将正硅酸乙酯或丙基三甲氧基硅烷和乙醇搅拌均匀，加入浓盐酸调节溶液的PH值为2～3，再加入去离子水搅拌均匀，得到硅溶胶；正硅酸乙酯或丙基三甲氧基硅烷、乙醇和去离子水的质量比为1:2:2～2:1:1；
步骤4：取步骤2得到的含碳层SiC纤维布置于步骤3得到的硅溶胶中，浸渍后烘干，随后外层包裹石墨纸置入含有活性炭粉的刚玉坩埚中，使得石墨纸一半没入活性炭粉之中；将刚玉坩埚置于管式炉中，先将炉内抽真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琪悦，李露，马朝利，孙冰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11