一种近零膨胀C/Si3N4-SiC复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种近零膨胀C/Si<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;‑SiC复合材料及其制备方法和应用，涉及陶瓷基复合材料技术领域。所述复合材料包括碳纤维增强氮化硅基多孔复合材料，以及所述碳纤维增强氮化硅基多孔复合材料表面包覆的碳化硅基体；所述碳纤维增强氮化硅基多孔复合材料包括由碳纤维束编织而成的碳纤维预制体；所述碳纤维预制体中碳纤维束上沉积有热解碳界面层，所述热解碳界面层上还包覆有氮化硅基体。本发明专利技术通过调控氮化硅基体的沉积时间，使氮化硅基体完全将碳纤维束包裹，在纤维束内形成弥散分布的微裂纹，实现了近零膨胀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷基复合材料，具体涉及一种近零膨胀c/si3n4-sic复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着科学技术的不断发展，各国也不断投入人力和物力发展科学探测卫星。空间探测卫星主要由光学元件及搭载其的空间光机结构件组成，要实现超高的探测精度，要求空间光机结构件具有高的结构稳定性和热稳定性，即在服役温度范围内材料的膨胀系数绝对值达到10-7k-1级别甚至更低。同时面临火箭发射振动，要求所用材料具有优异的力学性能。为了降低空间探测卫星的发射成本，要求空间光机结构件所用材料具有低的密度。面临复杂的太空环境，要求材料具备耐空间辐照和抗原子冲击等性能。因此，空间光机结构件所用材料需具备近零的膨胀系数、优异的力学性能、低密度和良好的环境稳定性。

2、碳纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、优异的力学性能、低膨胀系数和环境稳定性好等优点，成为新一代空间光机材料的理想选择。现有技术公开了一种近零膨胀碳纤维增强多元多层基体复合材料，主要通过调控多元多层基体的循环次数与层厚比，大幅度降低了现阶段陶瓷基复合材料的膨胀系数，所制备的复合材料的平均热膨胀系本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种近零膨胀C/Si3N4-SiC复合材料，其特征在于，所述复合材料包括碳纤维增强氮化硅基多孔复合材料，以及所述碳纤维增强氮化硅基多孔复合材料表面包覆的碳化硅基体；

2.根据权利要求1所述的近零膨胀C/Si3N4-SiC复合材料，其特征在于，所述热解碳界面层的厚度为100~500nm；所述碳纤维束外部的碳化硅基体层厚度为0.02~0.3mm。

3.根据权利要求1所述的近零膨胀C/Si3N4-SiC复合材料，其特征在于，所述碳纤维束中纤维单丝直径为4~8μm；所述碳纤维束中纤维单丝的数量为1K、3K、6K或12K；所述碳纤维束中的碳纤维采用T系列纤维；

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【技术特征摘要】

1.一种近零膨胀c/si3n4-sic复合材料，其特征在于，所述复合材料包括碳纤维增强氮化硅基多孔复合材料，以及所述碳纤维增强氮化硅基多孔复合材料表面包覆的碳化硅基体；

2.根据权利要求1所述的近零膨胀c/si3n4-sic复合材料，其特征在于，所述热解碳界面层的厚度为100~500nm；所述碳纤维束外部的碳化硅基体层厚度为0.02~0.3mm。

3.根据权利要求1所述的近零膨胀c/si3n4-sic复合材料，其特征在于，所述碳纤维束中纤维单丝直径为4~8μm；所述碳纤维束中纤维单丝的数量为1k、3k、6k或12k；所述碳纤维束中的碳纤维采用t系列纤维；

4.根据权利要求1所述的近零膨胀c/si3n4-sic复合材料，其特征在于，所述复合材料的密度为1.9~2.1g/cm3，开气孔率为8~15vol.%；该复合材料在-100~100℃温度范围内的热膨胀系数绝对值小于0.1×10-6 k-1。

5.一种权利要求1~4任一项所述的近零膨胀c/s...

【专利技术属性】
技术研发人员：范晓孟，王旭腾，邓吉文，赵东林，陈超，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：