【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳纤维表面改性，具体涉及一种碳纤维表面狼牙棒状sioc/c双级界面涂层的制备方法。
技术介绍
1、碳纤维具有优异的力学性能和较低的密度，是陶瓷基复合材料的典型增强相材料，所制备的碳/陶复合材料是航空、航天以及核能领域最有潜力的材料之一。界面性能是影响碳/陶复合材料性能的关键因素之一，良好的界面相材料不仅可以保护碳纤维免受反应损伤，还可以优化碳纤维与基体间的界面结合。在众多界面相材料中，碳材料界面相由于具有与碳纤维相近的物理性能，能够有效避免热环境下膨胀失配而引起的界面开裂或纤维断裂问题，是目前碳/陶复合材料的首选界面相材料之一。然而，由于碳材料较差的抗氧化性能，单层碳界面相难以有效隔绝氧化侵蚀；且碳界面涂层通常较为光滑，粗糙度较低，其与基体或纤维间的摩擦性能较差且难以调控。若在碳涂层外继续制备一层兼具良好抗氧化性能和机械摩擦性能的界面相，则可以同时提升碳/陶复合材料的抗氧化性能和力学性能。
2、目前，在碳纤维表面接枝零维纳米颗粒、一维纳米线或纳米纤维等方法被广泛采用以提升碳纤维的界面性能，表面接枝物能够基体间形成镶嵌钉扎结构，大幅度提升界面结合力。然而，采用接枝的方法难以形成对碳纤维的完全均匀包覆，其抗氧化性能依然难以得到有效改善；并且接枝法普遍存在工艺复杂、成本高昂、均匀性较差的缺点，难以实现工程化应用。因此，一种工艺简单，易于工程化应用，同时能够有效保证碳纤维抗氧化性能的表面涂层的制备方法，则是现有亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种碳纤维表面狼牙棒状sioc/c双级界面涂层的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、将碳纤维编织体置于管式炉中，在500℃～700℃的温度下保温1h，以除去碳纤维表面的上浆剂；
4、s2、将除去上浆剂后的碳纤维编织体浸入葡萄糖溶液，并转移至水热反应釜中，将反应釜置于烘箱中，设定烘箱温度为160℃～210℃，保温4～6h后取出碳纤维编织体，使用超声波清洗机对碳纤维编织体反复清洗，得到表面含有均匀微小碳球附着的碳纤维编织体；
5、s3、将s2所得碳纤维编织体浸泡于催化剂溶液中，5～10h后取出碳纤维编织体，置于70℃的烘箱中，直至完全干燥；
6、s4、按一定比例将sio2、si以及c的粉体原料进行均匀混合，并平铺于氧化铝坩埚的底部，并将s3所得碳纤维编织体覆盖于混合粉体的上方，随后将氧化铝坩埚置于管式炉中，在保护气的气氛下进行升温而后保温一段时间，即可获得sioc/c双级界面涂层的碳纤维编制体。
7、进一步地，所述的s2中，葡萄糖溶液的质量分数为30wt.％～60wt.％。
8、进一步地，所述的s3中，催化剂可以是硝酸铁、硝酸镍、二茂铁中的一种。
9、进一步地，所述的s3中，催化剂溶液的浓度为0.01mol/l～1mol/l。
10、进一步地，所述的s4中，所述的s4中，sio2、si以及c的粉体原料通过高能球磨机混合均匀，sio2、si以及c的粉体原料中si、c元素的摩尔比为1:1～5。
11、进一步地，所述的s4中，保护气为氩气、氮气中的一种，流量为300ml/min。
12、进一步地，所述的s4中，管式炉以5℃/min的速率均匀升温至1200℃
13、～1600℃，保温时间为2h～4h。
14、本专利技术的有益效果：
15、1、本专利技术采用水热碳化工艺可以在碳纤维表面制备含有狼牙棒状凸起的碳涂层结构，再通过化学气相沉积的方法，将该涂层结构的外层转化为含表面凸起的无机陶瓷界面，能够有效缓解气相沉积过程对碳纤维的损伤；
16、2、本专利技术所制备的狼牙棒状sioc/c双级界面涂层不仅能够增加碳纤维与基体间的界面剪切力，还能够有效提升碳纤维的抗氧化损伤能力，实现碳纤维界面性能和抗氧化性能的协同提升。
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1.一种碳纤维表面狼牙棒状SiOC/C双级界面涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面狼牙棒状SiOC/C双级界面涂层的制备方法，其特征在于：所述的S2中，葡萄糖溶液的质量分数为30wt.％～60wt.％。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面狼牙棒状SiOC/C双级界面涂层的制备方法，其特征在于：所述的S3中，催化剂可以是硝酸铁、硝酸镍、二茂铁中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种碳纤维表面狼牙棒状SiOC/C双级界面涂层的制备方法，其特征在于：所述的S3中，催化剂溶液的浓度为0.01mol/L～1mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面狼牙棒状SiOC/C双级界面涂层的制备方法，其特征在于：所述的S4中，SiO2、Si以及C的粉体原料通过高能球磨机混合均匀，SiO2、Si以及C的粉体原料中Si、C元素的摩尔比为1:1～5。
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面狼牙棒状SiOC/C双级界面涂层的制备方法，其特征在于：所述的S4中，保护气为氩气、氮气中的一种，流
7.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面狼牙棒状SiOC/C双级界面涂层的制备方法，其特征在于：所述的S4中，管式炉以5℃/min的速率均匀升温至1200℃～1600℃，保温时间为2h～4h。
...【技术特征摘要】
1.一种碳纤维表面狼牙棒状sioc/c双级界面涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面狼牙棒状sioc/c双级界面涂层的制备方法，其特征在于：所述的s2中，葡萄糖溶液的质量分数为30wt.％～60wt.％。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面狼牙棒状sioc/c双级界面涂层的制备方法，其特征在于：所述的s3中，催化剂可以是硝酸铁、硝酸镍、二茂铁中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种碳纤维表面狼牙棒状sioc/c双级界面涂层的制备方法，其特征在于：所述的s3中，催化剂溶液的浓度为0.01mol/l～1mol/l。
【专利技术属性】
技术研发人员：方成，杨欢，谢薇，宋博，李明亮，王海龙，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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