一种碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术属于复合材料制备领域，涉及一种碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法，利用自动化数控缝合系统实现二维SiC纤维预制体的自动化缝合，并采用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备成二维SiC/SiC复合材料。本发明专利技术通过精确控制缝合线的张力，成功地使用SiC纤维缝合叠层的SiC纤维机织布。相比于传统的手工缝合方法，能显著提高二维叠层SiC纤维机织布的缝合效率、质量及稳定性，大大降低了预制体制备的周期和成本；同时在复合材料层间引入SiC纤维可降低工艺过程中分层的风险，有效提高二维SiC/SiC复合材料的层间力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法
本专利技术属于结构复合材料的制备
，涉及一种碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法。
技术介绍
连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC/SiCCMC)具有低密度(仅为高温合金的1/3～1/4)，耐高温(最高使用温度高达1600℃以上)，抗氧化，高强高模等特点，是目前公认的航空航天领域最有潜力的热结构材料之一。连续SiC纤维是以预制体的形式在CMC中作为增强相。纤维一般是通过纺织加工方法获得二维(2D)、二维半(2.5D)或三维(3D)形式的预制体，再与基体材料(SiC)复合形成复合材料。其中二维SiC纤维预制体，作为常用的预制体形式，具有纺织加工成本低以及其制备出的复合材料具有优异的面内力学性能等特点。传统的二维SiC纤维预制体采用的是经典层合板结构，即通过多层SiC纤维布叠层获得，但各铺层之间没有纤维增强，只是靠陶瓷基体自身起着粘接和传递载荷的作用，导致复合材料厚度方向的刚度和强度性能较低、层间剪切强度差、易分层、冲击韧性和损伤容限水平低。为了克服上述问题，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：/n(1)制备二维SiC纤维预制体：将SiC纤维机织布叠放多层并固定在自动化数控缝合系统上，缝合线采用SiC纤维，利用缝合系统进行自动化缝合，得到二维SiC纤维预制体；/n(2)制备热解碳界面层：将步骤(1)中缝合的二维SiC纤维预制体放置于相应的石墨模具中定型，然后将石墨模具放置在PyC化学气相沉积炉内制备PyC界面层；/n(3)制备SiC基体：将步骤(2)中沉积PyC界面层的二维SiC纤维预制体和石墨模具一起放置于盛有液态SiC先驱体树脂的密闭容器中浸渍SiC先驱体溶液，将浸渍好的二维SiC纤维预制体放入高...

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
(1)制备二维SiC纤维预制体：将SiC纤维机织布叠放多层并固定在自动化数控缝合系统上，缝合线采用SiC纤维，利用缝合系统进行自动化缝合，得到二维SiC纤维预制体；
(2)制备热解碳界面层：将步骤(1)中缝合的二维SiC纤维预制体放置于相应的石墨模具中定型，然后将石墨模具放置在PyC化学气相沉积炉内制备PyC界面层；
(3)制备SiC基体：将步骤(2)中沉积PyC界面层的二维SiC纤维预制体和石墨模具一起放置于盛有液态SiC先驱体树脂的密闭容器中浸渍SiC先驱体溶液，将浸渍好的二维SiC纤维预制体放入高温炉内裂解，重复该步骤7至8次后即完成二维SiC/SiC复合材料的制备。


2.根据权利要求1所述一种碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中，SiC纤维机织布为平纹布、斜纹布或缎纹布中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述一种碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述自动化缝合方式为锁式缝合、链式缝合或Tufting缝合中的任意一种，缝合参数为：采用的缝针直径为1mm-5mm，针距为5mm-20mm，线距为5mm-20mm，面线张力为1.0N-6.0N，底线张力为1.0N-6.0N。


4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱海鹏，刘时剑，刘善华，谢巍杰，陈明伟，马新，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11