高强度纤维增强陶瓷基复合材料的微区原位反应制备方法技术

本发明专利技术涉及高强度纤维增强陶瓷基复合材料的微区原位反应制备方法，提供了一种高强度纤维增强陶瓷基复合材料的微区原位反应制备方法，该方法包括以下步骤：(i)在复合材料纤维预制体表面沉积界面层以对纤维增强体进行保护，其中，所述界面层包括PyC界面、BN界面、SiC界面、以及它们的复合界面；所述界面层的厚度为10-2000nm；(ii)向所述复合材料纤维预制体的孔隙中引入Si3N4陶瓷相，以获得复合材料预成型体；(iii)将所述复合材料预成型体进行致密化处理，获得高强度纤维增强陶瓷基复合材料，其中，所述致密化处理包括高温处理，使得Si3N4与复合材料中的含碳相之间通过相互扩散而发生微区原位反应形成SiC相，其中，所述高温处理的温度为1200-2300℃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料领域，涉及一种。更具体地说，本专利技术涉及一种使PIP(polymer infiltration andpyrolysis,有机前驱体浸溃裂解)工艺制备纤维增强陶瓷基复合材料力学性能提高的方法。
技术介绍
纤维增强陶瓷基复合材料由于具有低密度、高强度、高韧性、耐高温、抗氧化、非脆性断裂等一系列优点，在航空航天、国防军工、新能源以及交通运输等重要领域具有广泛的应用前景。目前常见的纤维增强陶瓷基复合材料主要包括以碳纤维和碳化硅纤维作为增强体，以碳化硅(SiC)作为基体所制备的碳化硅基复合材料，分别为碳纤维增强碳化硅基复合材料(C/SiC复合材料)和碳化硅纤维增强碳化硅基复合材料(SiC/SiC复合材料)。同时，为满足不同应用领域的使用要求，还包括采用不同组分对复合材料基体进行改性所获得的SiC基复合材料，如添加自愈合相的SiC基复合材料和添加超高温陶瓷相的耐超高温烧蚀Si C基复合材料。目前，SiC基复合材料的制备方法主要包括CVI法(化学气相渗透法，ChemicalVapor Infiltration)、PIP 法、HP 法(热压烧结法，hot pressing本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度纤维增强陶瓷基复合材料的微区原位反应制备方法，该方法包括以下步骤：(i)在复合材料纤维预制体表面沉积界面层以对纤维增强体进行保护，其中，所述界面层包括PyC界面、BN界面、SiC界面、以及它们的复合界面；所述界面层的厚度为10?2000nm；(ii)向所述复合材料纤维预制体的孔隙中引入Si3N4陶瓷相，以获得复合材料预成型体；(iii)将所述复合材料预成型体进行致密化处理，获得高强度纤维增强陶瓷基复合材料，其中，所述致密化处理包括高温处理，使得Si3N4与复合材料中的含碳相之间通过相互扩散而发生微区原位反应形成SiC相，其中，所述高温处理的温度为1200?2300℃。

【技术特征摘要】
1.一种高强度纤维增强陶瓷基复合材料的微区原位反应制备方法，该方法包括以下步骤: (i)在复合材料纤维预制体表面沉积界面层以对纤维增强体进行保护，其中，所述界面层包括PyC界面、BN界面、SiC界面、以及它们的复合界面；所述界面层的厚度为10_2000nm ； ( )向所述复合材料纤维预制体的孔隙中引入Si3N4陶瓷相，以获得复合材料预成型体； (iii)将所述复合材料预成型体进行致密化处理，获得高强度纤维增强陶瓷基复合材料，其中，所述致密化处理包括高温处理，使得Si3N4与复合材料中的含碳相之间通过相互扩散而发生微区原位反应形成SiC相，其中，所述高温处理的温度为1200-2300°C。2.按权利要求1所述的方法 ，其特征在于，在所述步骤(ii)中，向所述复合材料纤维预制体的孔隙中引入Si3N4陶瓷相采用浸溃工艺和/或化学气相渗透工艺进行，其中， 所述浸溃工艺包括: 将陶瓷粉体和/或有机前驱体溶液在溶剂中混合获得均匀的浆料，其中，所述陶瓷粉体包括Si3N4、SiC、ZrB2, ZrC, HfC, HfB2, BN和B4C中的一种或多种；所述有机前驱体溶液包括碳前驱体、SiC前驱体、Si3N4前驱体、BN前驱体、ZrC前驱体、ZrB2前驱体、以及它们的混合物；并且所得的浆料中含有Si3N4粉体或Si3N4前驱体中的至少一种； 将所述复合材料纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：董绍明，吴斌，王震，张翔宇，丁玉生，周海军，何平，高乐，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：