一种振动辅助制备短切碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107445635A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201710789056.3(22)申请日2017.09.05(71)申请人巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司地址451261河南省郑州市巩义市站街镇胡坡村(72)发明人张东生董会娜孙卫康姚栋嘉吴恒牛利伟刘喜宗(74)专利代理机构郑州豫开专利代理事务所(普通合伙)41131代理人张智伟(51)Int.Cl.C04B35/80(2006.01)C04B35/573(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种振动辅助制备短切碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料的方法(57)摘要本发明属于SiC陶瓷基复合材料领域，公开一种振动辅助制备短切碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料的方法。将短切碳纤维置于模具腔中，然后放在机械振动台中，设定振动的功率为1.2~1.8KW、振动的频率为300~600HZ、振幅为1~5mm、振动的时间为10~30min；将模具腔从机械振动台中取出后加盖密封，再将浓度40~50wt%的酚醛树脂无水乙醇溶液注入模具腔中对短切碳纤维进行浸渍处理；将浸渍处理的短切碳纤维分别固化、碳化处理，得到碳/碳预制体；用硅粉包埋碳/碳预制体，在真空或者惰性气氛保护下，在1550~1650℃下保温0.5~2h，之后随炉降温冷却；取出所得坯体，即得。本发明振动得到的碳纤维分散体中纤维分散排布均匀密实，使得到的复合材料具有优异的物理力学特性。CN107445635ACN107445635A权利要求书1/1页1.一种振动辅助制备短切碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料的方法，其特征在于：步骤如下：（1）、将短切碳纤维置于模具腔中，然后放在机械振动台中，设定振动的功率为1.2~1.8KW、振动的频率为300~600HZ、振幅为1~5mm、振动的时间为10~30min；（2）、将模具腔从机械振动台中取出后加盖密封，再将浓度40~50wt%的酚醛树脂无水乙醇溶液注入模具腔中对短切碳纤维进行浸渍处理；（3）、将步骤（2）浸渍处理的短切碳纤维分别固化、碳化处理，得到碳/碳预制体；（4）、用硅粉包埋碳/碳预制体，将其置于石墨坩埚内，在真空或者惰性气氛保护下，在1550~1650℃下保温0.5~2h，之后随炉降温冷却；（4）、取出石墨坩埚内所得坯体，即得短切碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料。2.如权利要求1所述的振动辅助制备短切碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料的方法，其特征在于：固化的温度为80~200℃，固化时间为24~36h；碳化的温度为800~1000℃，碳化时间为1~3h。3.如权利要求1所述的振动辅助制备短切碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料的方法，其特征在于：短切碳纤维的长度为5~20mm。2CN107445635A说明书1/3页一种振动辅助制备短切碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料的方法技术领域[0001]本发明属于SiC陶瓷基复合材料领域，具体涉及一种振动辅助制备短切碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料的方法。背景技术[0002]短切纤维及其增强复合材料具有耐高温、耐腐蚀、质量轻和机械强度高等优点而得到越来越广泛的应用。虽然其具有优良的综合性能，但由于其表面光滑无活性官能团、表面能低、与非极性物质难以浸润等缺点，限制了短切纤维高性能的充分发挥。[0003]因此，需要寻找一种合适的分散短切碳纤维的方法，目前提高短切碳纤维分散性的方法主要是通过纤维表面改性来实现。如清除表面杂质；增加纤维表面的沟槽或微孔结构，进而增加表面能；引进活性官能团，增加其反应活性。目前使用较多的纤维处理方法主要包括：氧化处理、涂覆处理、射线、激光、等离子体处理等方法。此均为采用化学方法提高碳纤维的分散能力，改变纤维表面的化学状态，或多或少都会对纤维造成一定的损伤，在降低纤维力学性能的基础上也会造成环境污染。关于短切碳纤维的物理方法分散研究的较少，在粉末冶金工艺中，振动填料是必不可少的环节，通过振动或电磁振动台频率、振幅、加速度的调整能够实现填料的均匀性以及保持较佳的振实密度，因此如能将振动填料的模式用于碳纤维的分散，势必在实现纤维均匀分散的前提下又能避免纤维力学性能的受损。发明内容[0004]本发明的目的旨在提供一种振动辅助制备短切碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料的方法，具有工艺简单、操作方便、可靠性高等优点，克服了现有技术中短切碳纤维分散困难等问题。[0005]为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种振动辅助制备短切碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料的方法，步骤如下：（1）、将短切碳纤维置于模具腔中，然后放在机械振动台中，设定振动的功率为1.2~1.8KW、振动的频率为300~600HZ、振幅为1~5