一种耐氧化烧蚀热疏导陶瓷基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐氧化烧蚀热疏导陶瓷基复合材料及其制备方法。所述方法采用石墨烯纤维与PAN基碳纤维编织成预制体，并结合CVI与PIP基体致密化工艺制备得到。所述方法首先采用石墨烯纤维与PAN基碳纤维编织成预制体，然后采用CVI工艺在预制体碳纤维表面沉积热解碳界面层，并对其进行高温石墨化处理，之后通过前驱体浸渍裂解(PIP)工艺对高温石墨化处理后的沉碳预制体进行多轮次陶瓷基体致密化。本发明专利技术制备得到的陶瓷基复合材料具有热导率高、耐氧化烧蚀性能好等特点，可满足飞行器前缘和热结构对于陶瓷基复合材料高导热和耐氧化烧蚀性能的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超高温陶瓷基复合材料领域，尤其涉及一种耐氧化烧蚀热疏导陶瓷基复合材料及其制备方法。

技术介绍

1、随着宇航科技的快速发展，飞行器飞行速度不断提高，其前缘驻点温度越来越高，从而导致其前缘氧化烧蚀速率的增加；同时，飞行器主翼面、舵面等热结构在服役过程中的热应力也随飞行器飞行速度的提高不断增大，极易导致其发生破坏。

2、通过复合材料的热疏导可大大降低飞行器前缘驻点温度和结构热应力。因此，飞行器的快速发展对于陶瓷基复合材料热疏导性能的要求也越来越高。

3、中国专利申请cn202110851006公开了一种极高温抗烧蚀热疏导复合材料及其制备方法，该专利采用中间相沥青纤维作为热疏导陶瓷基复合材料的增强体，目前中间相沥青纤维热导率最高约为1100w·m-1·k-1。石墨烯纤维是一种由石墨烯片层紧密有序排列而成的一维宏观组装材料，显示出优异的综合性能。目前石墨烯纤维热导率可达到1500w·m-1·k-1以上，是未来最有潜力替代中间相沥青纤维制备热疏导性能更好的复合材料纤维体系。

4、为了支撑飞行器的进一步发展，非常有必要对本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种耐氧化烧蚀热疏导陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述石墨烯纤维为还原石墨烯纤维，规格为1K或3K；所述PAN基碳纤维为T系列高强碳纤维，规格为3K、6K或12K，编织的预制体的密度为0.9～1.2g/cm3；和/或步骤(1)中还原石墨烯纤维占总纤维体积分数的70～95％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在进行步骤(2)前对预制体进行高温预热处理，高温预热处理的温度为1800～2000℃，保温时间为2～3h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤...

【技术特征摘要】

1.一种耐氧化烧蚀热疏导陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述石墨烯纤维为还原石墨烯纤维，规格为1k或3k；所述pan基碳纤维为t系列高强碳纤维，规格为3k、6k或12k，编织的预制体的密度为0.9～1.2g/cm3；和/或步骤(1)中还原石墨烯纤维占总纤维体积分数的70～95％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在进行步骤(2)前对预制体进行高温预热处理，高温预热处理的温度为1800～2000℃，保温时间为2～3h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述化学气相沉积法中采用的碳源为丙烯，载气为氮气，沉积温度为800～1100℃，沉积时间随沉碳预制体的密度增量而定；所述沉碳预制体的密度增量为0.2～0.4g/cm3。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述高温石墨化处理的温度为2400～3200℃，保温时间为0.5～2h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，采用铪硅一体化陶瓷前驱体溶液或锆硅一体化陶瓷前驱体溶液中的一种或多种对沉碳预制体进行多轮次浸渍、固化、高温裂解，制备得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯士杰，张宝鹏，杨良伟，陈昊然，李晓东，刘伟，于新民，刘俊鹏，孙同臣，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：