一种高基体韧性的陶瓷基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高基体韧性的陶瓷基复合材料及其制备方法，涉及复合材料领域。本发明专利技术实施例基于熔渗工艺，将高炭树脂、TiC粉、Al粉和有机溶剂混合，得到混合料浆，与纤维制成预浸料后，经过热压固化，采取阶段碳化裂解处理，得到特定的纤维/C多孔体；随后采用阶段熔渗反应，利用TiAl及Si的熔化温度差异，使TiAl优先熔化与AlN、TiC、C作用生成三元层状相，而Si粉在更高温度熔化与C多孔体生成SiC，得到多组元增韧的SiCf/SiC复合材料。该方法利用MAX相自身的层状结构以及多元组分共同作用，在复合材料承受载荷时形成多重断裂能吸收机制，实现陶瓷基复合材料的有效增韧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷基复合材料，尤其涉及一种高基体韧性的陶瓷基复合材料及其制备方法。

技术介绍

1、连续纤维增强碳化硅复合材料指在碳化硅(sic)陶瓷基体中引入增强纤维，形成以增强材料为分散相，以陶瓷基体为连续相的复合材料，其具有耐高温、耐腐蚀、高强度等一系列优异特点。然而，任何结构材料受其制备及加工等因素的影响，不可避免的在材料内部存在一些微缺陷，这些缺陷就是造成材料失效的根源。对于陶瓷基复合材料，其成形工艺与陶瓷基本相同，但由于陶瓷基体固有的脆性大等特点，在承受载荷时不利于裂纹等缺陷的弱化和偏转，易发生脆性断裂。因此，为改善复合材料的韧性，通过对陶瓷基体改性，提高基体断裂强度，有望实现材料的增韧，以此减小来自加工或使用过程的缺陷，成功地遏制损伤，最终延长复合材料的使用寿命。

2、其中，三元过渡金属化合物mn+1axn(m：过渡族金属元素；a：主族元素；x为碳c或者氮n；n＝1～3)具有六方层状晶体结构，独特的晶体结构赋予了它特殊的化学键特征，从而使得这一类化合物综合了金属材料以及陶瓷材料的优异特性。该类化合物材料具有优异的高温性能，同时可以通本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高基体韧性的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述纤维增强树脂预制体的制备过程包括：

3.根据权利要求2所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述纤维增强树脂预制体的制备原料中，所述粘结树脂为酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、呋喃树脂、聚醚酮树脂和聚四氟乙烯树脂中的一种或多种；所述粘结树脂、TiC粉和Al粉的质量比为155～185：20～30：12～18。

4.根据权利要求2所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述纤维增强树脂预制体的制备...

【技术特征摘要】

1.一种高基体韧性的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述纤维增强树脂预制体的制备过程包括：

3.根据权利要求2所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述纤维增强树脂预制体的制备原料中，所述粘结树脂为酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、呋喃树脂、聚醚酮树脂和聚四氟乙烯树脂中的一种或多种；所述粘结树脂、tic粉和al粉的质量比为155～185：20～30：12～18。

4.根据权利要求2所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述纤维增强树脂预制体的制备原料中，所述含有界面层的纤维织物为sic纤维织物；所述热压固化的温度为170～250℃，时间为1～6h。

5.根据权利要求1-4任一项所述的陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述使纤维增强树脂预制体在氮气中碳化裂解通过阶段碳化裂解处理实现，所述阶段碳化裂解处理包括阶段一和阶段二，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周怡然，焦健，刘虎，杨金华，艾莹珺，宋九鹏，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：