【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石英陶瓷基复合材料的制备，具体涉及一种氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的制备方法。
技术介绍
1、陶瓷和陶瓷复合材料由于具有高强度、高模量、高硬度、耐高温、耐腐蚀等诸多优点成为极有发展前途的材料。但是，陶瓷的断裂韧性非常低，脆性很大，这在一定程度上限制了它的应用。
2、在空间轻质结构材料领域，碳纤维增强陶瓷基体复合材料表现出了广泛的特性，包括高强度、高刚度、优良的韧性、低密度、独特的耐磨性和环境稳定性等，特别是在高温下熔融石英陶瓷具有很强的抗腐蚀和抗热震性、低的热膨胀系数和低且稳定的介电常数以及非常低的质量损失率。这些性能表明，碳纤维增强熔融石英复合材料是一种很好的天线罩候选材料。
3、公开号为cn103482994a的专利公开了一种碳纤维增强石英陶瓷基复合材料的制备方法，但是该方法中所使用的碳纤维含量高，增韧效果差且工艺复杂，不适合工业化；公开号为cn110194674a的专利公开了一种碳纤维增韧石英陶瓷基复合材料的制备方法，该方法所制得的复合材料的拉伸强度和弯曲强度仍然较低，增韧效果不明显。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的制备方法，该方法工艺简单，所制备的石英陶瓷复合材料的机械性能好、导热系数低，合适工业化生产。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
3、(1)氮化硼改性短碳纤维；>
4、(1-1)先将碳纤维短切得到短碳纤维，再将短碳纤维放置在丙酮中浸泡，然后用蒸馏水清洗后干燥；
5、(1-2)将硼酸溶解在纯甲醇中得到前驱体溶液，然后将步骤(1-1)获得的短碳纤维完全浸入前驱体溶液中，超声搅拌后，将处理后的短碳纤维与溶液分离后放入烘箱中干燥至完全；
6、(1-3)将步骤(1-2)获得的硼化的短碳纤维放入氧化锆坩埚中，并安装在加热管内，在氮气条件下在氮气条件下引入氨气加热，获得氮化硼改性短碳纤维；
7、(2)将步骤(1)中得到的氮化硼改性短碳纤维、熔融石英粉、纯水加入到球磨机中进行混合球磨得到浆料；
8、(3)步骤(2)混合好的浆料加入到石膏模具中成型得到素坯；
9、(4)将步骤(3)中得到的素坯置于到烘箱中干燥，最后置于马弗炉中烧结，得到氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷。
10、优选的，步骤(2)中，所述氮化硼改性短碳纤维的添加量为浆料的5wt.％-20wt.％；熔融石英粉的添加量为浆料的70wt.％-80wt.％；纯水的添加量为浆料的10wt.％-15wt.％。
11、优选的，步骤(2)中，球磨机转速为15-30r/min，球磨时间为12-24h。
12、优选的，步骤(4)中，素坯的干燥环境为：温度80-120℃的烘箱中干燥12～24h；烧结的具体制度为：将干燥后的素坯置于马弗炉中，在空气条件下，从室温以15℃/min的速度升温到1150-1250℃，保温3-5h，得到氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷。
13、优选的，步骤(1-3)中，引入氨气加热具体过程为：在氮气条件下，以10-50cc/min引入氨气，以加热至1400℃，保温60-120min，1-2h后停止氨气流动，在氮气气氛下冷却获得氮化硼改性短碳纤维。
14、优选的，步骤(1-2)中，硼酸与甲醇之间的质量比为1:(1-3)；超声搅拌40-60min；烘箱干燥温度为60-100℃。
15、优选的，步骤(1-1)中，短碳纤维的长度为3-5cm；将短碳纤维放置在丙酮中浸泡12-24h，然后用蒸馏水清洗3-5次，最后在60-100℃的烘箱中干燥12-24h。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
17、1、本专利技术用氮化硼改性短碳纤维，优点在于氮化硼导热系数低、机械载荷转移大、高温稳定性好、重量轻，能增强基体之间的界面附着力且具有优异的介电性能。
18、2、本专利技术中氮化硼改性短碳纤维能明显提高复合材料的抗烧蚀性能，且对提高复合材料的力学性能效果显著；所制备的氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的强度高、导热率低、介电性能良好，是理想的天线罩材料。
19、3、本专利技术的设备费用低，生产工序少，效率高，在生产异形大尺寸陶瓷方面有独特优势。
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1.一种氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氮化硼改性短碳纤维的添加量为浆料的5wt.％-20wt.％；熔融石英粉的添加量为浆料的70wt.％-80wt.％；纯水的添加量为浆料的10wt.％-15wt.％。
3.根据权利要求1或2所述的一种氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，球磨机转速为15-30r/min，球磨时间为12-24h。
4.根据权利要求1或2所述的一种氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，素坯的干燥环境为：温度80-120℃的烘箱中干燥12～24h；烧结的具体制度为：将干燥后的素坯置于马弗炉中，在空气条件下，从室温以15℃/min的速度升温到1150-1250℃，保温3-5h，得到氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷。
5.根据权利要求1或2所述的一种氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤
6.根据权利要求1或2所述的一种氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(1-2)中，硼酸与甲醇之间的质量比为1:(1-3)；超声搅拌40-60min；烘箱干燥温度为60-100℃。
7.根据权利要求1或2所述的一种氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(1-1)中，短碳纤维的长度为3-5cm；将短碳纤维放置在丙酮中浸泡12-24h，然后用蒸馏水清洗3-5次，最后在60-100℃的烘箱中干燥12-24h。
...【技术特征摘要】
1.一种氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氮化硼改性短碳纤维的添加量为浆料的5wt.％-20wt.％；熔融石英粉的添加量为浆料的70wt.％-80wt.％；纯水的添加量为浆料的10wt.％-15wt.％。
3.根据权利要求1或2所述的一种氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，球磨机转速为15-30r/min，球磨时间为12-24h。
4.根据权利要求1或2所述的一种氮化硼改性短碳纤维增强熔融石英陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，素坯的干燥环境为：温度80-120℃的烘箱中干燥12～24h；烧结的具体制度为：将干燥后的素坯置于马弗炉中，在空气条件下，从室温以15℃/min的速度升温到1150-1250℃，保...
【专利技术属性】
技术研发人员：张乐，陈士卫，王婷，康健，邱凡，陈东顺，张馨元，陈浩，
申请(专利权)人：江苏锡沂高新材料产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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