【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陶瓷基材料，具体涉及一种陶瓷基复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、航空发动机的快速发展对sicf/sic复合材料的长寿命使用提出了更高要求，而抗水腐蚀性能较差是限制该复合材料长寿命使用的瓶颈。sicf/sic复合材料抗水氧腐蚀性能差的根源在于高温水蒸气会与sic纤维及基体反应生成si(oh)4等挥发性物质，这导致材料弯曲强度、剪切强度等力学性能的下降甚至失效，严重影响了或者制约了航空发动机热端构件的使用寿命或者其他具体性能。稀土硅酸盐具有良好的抗高温水蒸气腐蚀能力，在高温燃气环境下保持稳定，且其热膨胀系数与sicf/sic材料匹配，采用稀土化合物改性sicf/sic复合材料基体是提升复合材料抗水氧腐蚀性能的研究热点。
2、he等人在文献1“the impact of water and oxygen contents on thecorrosion performance of yttrium silicate modified sicf/sic composites underhigh temperature conditions, journal of the european ceramic society”中采用浆料浸渍结合化学气相渗透（cvi）制备了sicf/sic-ys复合材料，表明sicf/sic-ys复合材料具有优异的抗水氧腐蚀性能，在1000 ~ 1200℃温度范围内。各种水氧环境下能够保持结构稳定。
3、li等人在文献2“preparation and properti
4、fan等人在文献3“microstructure and properties of sicf/sic joint brazedby y-al-si-o glass, ceramics international”中表明当y2o3占原料比30 wt%时y2o3-al2o3-sio2玻璃陶瓷与sicf/sic复合材料具有良好的润湿性，可以用于sicf/sic材料的基体改性。
5、目前常利用合金通过反应熔渗法（rmi）制备改性sicf/sic材料。这种方法制备温度过高(≥1500℃)，易损伤纤维 ，且获得的材料基体中常有合金的残留，严重影响材料的抗水氧腐蚀性能。因此亟需提供一种能够获得优良的抗水氧腐蚀性能和耐高温的陶瓷基复合材料的方法。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种具有优良的抗水氧腐蚀性能和高温性能的陶瓷基复合材料及其制备方法，制得的陶瓷基复合材料可以有效提升材料的高温抗水氧腐蚀性能。
2、为达到上述目的，本专利技术提供一种陶瓷基复合材料的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
3、s1、在预制体上依次沉积界面层和基体得到多孔复合材料；
4、s2、制备稀土氧化物浆料；
5、s3、将步骤s1的多孔复合材料浸渍到步骤s2的稀土氧化物浆料中，使稀土氧化物引入到多孔复合材料中，得到稀土氧化物多孔复合材料；
6、s4、采用玻璃熔渗方法将玻璃陶瓷渗入到步骤s3得到的稀土氧化物多孔复合材料中，得到陶瓷基复合材料。
7、作为优选，所述步骤s1中，预制体的材料选自碳纤维、碳化硅纤维或氮化硅纤维中的一种；界面层的材料为氮化硼；基体的材料为碳化硅。
8、作为优选，所述步骤s1中，沉积界面层的方法为化学气相渗透法，且沉积参数如下：硼源为bcl3，氮源为nh3，稀释气体为h2，沉积温度为650℃，沉积压力为5kpa。
9、作为优选，所述步骤s1中，沉积基体的方法为化学气相渗透法，且沉积参数如下：气源为三氯甲基硅烷，稀释气体为ar，载气为h2，沉积温度为1000℃，沉积压力为5kpa。
10、作为优选，所述稀土氧化物浆料由如下质量百分含量的组分组成： 1-2%聚乙烯醇，20-30%yb2o3，余量为水。
11、作为优选，所述步骤s2的具体操作如下：将聚乙烯醇溶解在水中，然后加入yb2o3，倒入球磨机中球磨24-48h得到稀土氧化物浆料，球磨机的转速为250-350r/min。
12、作为优选，所述步骤s3中，浸渍步骤包括2-8次循环浸渍，每次循环浸渍采用先压力浸渍后真空浸渍的方式，且每次循环浸渍中，压力浸渍的时间为30-60min，压力浸渍的压力为0.8mpa，每次循环浸渍结束后，均在80-120℃的烘箱中放置0.5-3h。
13、作为优选，所述步骤s4中，玻璃陶瓷由如下质量百分含量的组分组成：30%y2o3，15%al2o3，50%sio2，5%b2o3。
14、作为优选，所述步骤s4中，熔渗温度为1350-1500℃，熔渗时间为60-180min。
15、本专利技术的另一个目的在于提供一种陶瓷基复合材料，所述陶瓷基复合材料的密度为2.56-2.89 g/cm3，开气孔率为1.95-9.04%，抗弯强度为300.13-430.32mpa。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
17、1、采用浆料浸渍结合高温玻璃熔渗法将稀土氧化物和稀土氧化物玻璃陶瓷引入sicf/sic材料中，使其反应生成稀土硅酸盐陶瓷基体，解决了传统合金熔渗造成的残余杂质问题，提高了陶瓷基复合材料的抗水氧腐蚀性能；
18、2、本专利技术解决了残余碳或残余硅过多的问题，可以有效提升材料的高温抗水氧腐蚀性能，本专利技术制备温度低(1350～1500 ℃)，可以解决制备过高造成纤维、基体损伤的问题；
19、3、本专利技术提出的方法成本低、制备过程操作简单、制备周期短、可重复性强、且对设备无特殊要求、可以实现工业化生产，为熔渗法制备稀土硅酸盐改性陶瓷基复合材料提供了新方法。
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1.一种陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，预制体的材料选自碳纤维、碳化硅纤维或氮化硅纤维中的一种；界面层的材料为氮化硼；基体的材料为碳化硅。
3.如权利要求1所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，沉积界面层的方法为化学气相渗透法，且沉积参数如下：硼源为BCl3，氮源为NH3，稀释气体为H2，沉积温度为650℃，沉积压力为5kPa。
4.如权利要求1所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，沉积基体的方法为化学气相渗透法，且沉积参数如下：气源为三氯甲基硅烷，稀释气体为Ar，载气为H2，沉积温度为1000℃，沉积压力为5kPa。
5.如权利要求1所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述稀土氧化物浆料由如下质量百分含量的组分组成：1-2%聚乙烯醇，20-30%Yb2O3，余量为水。
6.如权利要求4所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2的具体操作如下：
7.如权利要求1所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，浸渍步骤包括2-8次循环浸渍，每次循环浸渍采用先压力浸渍后真空浸渍的方式，且每次循环浸渍中，压力浸渍的时间为30-60min，压力浸渍的压力为0.8MPa，每次循环浸渍结束后，均在80-120℃的烘箱中放置0.5-3h。
8.如权利要求1所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，玻璃陶瓷由如下质量百分含量的组分组成：30%Y2O3，15%Al2O3，50%SiO2，5%B2O3。
9.如权利要求1所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，熔渗温度为1350-1500℃，熔渗时间为60-180min。
10.一种如权利要求1-9任一所述的制备方法制得的陶瓷基复合材料，其特征在于，所述陶瓷基复合材料的密度为2.56-2.89 g/cm3，开气孔率为1.95-9.04%，抗弯强度为300.13-430.32MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，预制体的材料选自碳纤维、碳化硅纤维或氮化硅纤维中的一种；界面层的材料为氮化硼；基体的材料为碳化硅。
3.如权利要求1所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，沉积界面层的方法为化学气相渗透法，且沉积参数如下：硼源为bcl3，氮源为nh3，稀释气体为h2，沉积温度为650℃，沉积压力为5kpa。
4.如权利要求1所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，沉积基体的方法为化学气相渗透法，且沉积参数如下：气源为三氯甲基硅烷，稀释气体为ar，载气为h2，沉积温度为1000℃，沉积压力为5kpa。
5.如权利要求1所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述稀土氧化物浆料由如下质量百分含量的组分组成：1-2%聚乙烯醇，20-30%yb2o3，余量为水。
6.如权利要求4所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2的具体操作如下：将聚乙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹晔洁，董泽华，刘永胜，陈品箫，
申请(专利权)人：西北工业大学宁波研究院，
类型：发明
国别省市：
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