【技术实现步骤摘要】
一种高导热C/C-SiC复合材料的制备方法
本专利技术属于结构功能一体化复合材料
具体涉及一种高导热、抗氧化的C/C-SiC复合材料的制备方法。
技术介绍
C/C-SiC复合材料继承了C/C复合材料和SiC陶瓷的特性，具有轻质高强、耐腐蚀、抗氧化以及高温力学性能好等优异特性，是最具前景的高温结构材料之一。随着高温服役环境越来越苛刻，传统的C/C-SiC复合材料已经无法满足需求。如果可以提高C/C-SiC的导热性能，即可保留传统C/C-SiC复合材料优异的力学性能和高温性能，又克服其导热系数低的缺点，进一步减小复合材料构件烧蚀使的热梯度和热应力集中，提高材料使用的可靠性。高导热C/C-SiC复合材料是一个多元材料体系，由高导热中间相沥青基碳纤维、热解碳和SiC陶瓷相组成：中间相沥青基碳纤维是增强体，起到承担载荷的作用；中间相沥青基碳纤维和热解碳构成的碳相骨架是热传导的主要载体；SiC陶瓷相起到阻隔氧气和自愈合的作用。与传统C/C-SiC复合材料不同，高导热C/C-SiC复合材料的制备需要特殊的结构设计和制备过程，主要表...
【技术保护点】
1.一种C/C-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：/n包括如下步骤：/n(1)对中间相沥青碳纤维进行一级碳化得到碳纤维I，然后将所述碳纤维I二级碳化得到碳纤维II，将碳纤维II编织成碳布后，采用细编穿刺法，采用PAN基碳纤维在Z向上对碳布进行穿刺，得到三维预制体；/n(2)将所述三维预制体进行一级石墨化处理和热解碳增密，得到多孔C/C复合材料骨架I；对所述多孔C/C复合材料骨架I进行二级石墨化后得到多孔C/C复合材料骨架II；/n(3)采用先驱液，对多孔C/C复合材料骨架II进行浸渍热解增密I后，进行三级石墨化，得到多孔C/C复合材料骨架III，采用先驱液，对多孔C/C...
【技术特征摘要】
1.一种C/C-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
包括如下步骤：
(1)对中间相沥青碳纤维进行一级碳化得到碳纤维I，然后将所述碳纤维I二级碳化得到碳纤维II，将碳纤维II编织成碳布后，采用细编穿刺法，采用PAN基碳纤维在Z向上对碳布进行穿刺，得到三维预制体；
(2)将所述三维预制体进行一级石墨化处理和热解碳增密，得到多孔C/C复合材料骨架I；对所述多孔C/C复合材料骨架I进行二级石墨化后得到多孔C/C复合材料骨架II；
(3)采用先驱液，对多孔C/C复合材料骨架II进行浸渍热解增密I后，进行三级石墨化，得到多孔C/C复合材料骨架III，采用先驱液，对多孔C/C复合材料骨架III进行浸渍热解增密II，即得所述二维C/C-SiC复合材料；
所述先驱液包括聚碳硅烷。
2.如权利要求1所述的C/C-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
所述一级碳化的温度为500～700℃；
所述碳纤维I的模量为8～50GPa；
所述碳纤维I的强度为0.30～0.45GPa；
所述二级碳化的温度为1000～1800℃，
所述碳纤维II的模量为100～300GPa；
所述碳纤维II的强度为1～2GPa；
所述碳布包括缎纹布；
所述缎纹布包括三，五或八枚缎纹布中的一种；
所述PAN基碳纤维为选自T700，T800或M40J中的一种。
3.如权利要求1所述的C/C-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
所述三维预制体I的Z方向上，PAN基碳纤维的含量为6～10vol％；
所述三维预制体I的X方向上，中间相沥青基碳纤维的含量为20～24vol％；
所述三维预制体I的Y方向上，中间相沥青基碳纤维的含量为20～24vol％。
4.如权利要求1所述的C/C-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
所述一级石墨化的温度为2000～2200℃；
所述一级石墨化的气氛包括氩气；
所述一级石墨化的升温速率为5～10℃/min；
所述一级石墨化的保温时间5～10min。
5.如权利要求1所述的C/C-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
所述热解碳法采用的碳源气体包括C3～C5的烷烃或C3～C5的烯烃中的至少一种；
所述热解碳法采用的载气为氮气或氩气；
所述热解碳法采用的气压为1～5kPa；
所述热解...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄东，叶崇，刘金水，刘玲，樊桢，朱世鹏，张鹏，
申请(专利权)人：湖南东映碳材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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