一种陶瓷基复合材料吸波蜂窝的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115745647A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211288369.8(22)申请日2022.10.20(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市碑林区友谊西路127号(72)发明人范晓孟王欣磊穆阳阳付志强叶昉薛继梅(51)Int.Cl.C04B38/00(2006.01)C04B35/80(2006.01)C04B35/571(2006.01)C04B35/589(2006.01)C04B35/628(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种陶瓷基复合材料吸波蜂窝的制备方法(57)摘要本发明涉及一种具备高温电磁波吸收性能的碳化硅陶瓷基复合材料蜂窝及其制备方法。利用模具将碳化硅纤维编织成波纹板状纤维预制体，再通过化学气相渗透工艺在碳化硅纤维表面制备并沉积氮化硼界面层，然后通过化学气相渗透工艺在氮化硼界面表面沉积复合材料基体，接着利用陶瓷浆料粘接剂将碳化硅陶瓷基复合材料波纹板粘接成蜂窝预成型体，最后沉积基体得到碳化硅陶瓷基复合材料吸波蜂窝。所制备的吸波蜂窝具有良好的耐高温性、高强度以及优异的室温和高温吸波性能，在高温吸波领域具有潜在的应用前景。CN115745647ACN115745647A权利要求书1/1页1.一种具备高温电磁波吸收性能的碳化硅陶瓷基复合材料吸波蜂窝，其特征在于，蜂窝以碳化硅陶瓷基复合材料作为骨架。2.根据权利要求1所述的所述的碳化硅陶瓷基复合材料吸波蜂窝，其特征在于，所述碳化硅陶瓷基复合材料包括：碳化硅纤维预制体，由碳化硅纤维编织而成；氮化硼界面层，通过化学气相渗透工艺制备并沉积于碳化硅纤维表面；复合材料基体，通过化学气相渗透工艺制备并沉积于氮化硼界面层的表面。3.根据权利要求2所述的碳化硅陶瓷基复合材料，其特征在于，所述复合材料基体包括氮化硅基体和碳化硅基体。+4.一种具备高温电磁波吸收性能的碳化硅陶瓷基复合材料吸波蜂窝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将碳化硅纤维编织成波纹板状纤维预制体；步骤2，将步骤1中的碳化硅纤维预制体放入真空炉中，通入氩气、氢气、三氯化硼以及氨气，在高温高压下反应生成氮化硼，在碳化硅纤维预制体表面沉积氮化硼界面层；步骤3，将步骤2中沉积完氮化硼界面层的预制体放入沉积炉中，向沉积炉中通入氩气、氢气以及不同基体对应的气体，在高温高压下反应，在氮化硼界面层表面沉积基体，得到碳化硅陶瓷基复合材料波纹板；步骤4，将步骤3中得到的碳化硅陶瓷基复合材料波纹板用陶瓷浆料粘接剂连接在一起，然后再进行基体沉积，沉积条件与步骤2相同，得到碳化硅陶瓷基复合材料吸波蜂窝。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，将碳化硅纤维编织成波纹板状纤维预制体包括：将连续碳化硅纤维束丝编织成平纹碳化硅纤维布，然后根据波纹板模具的尺寸，将碳化硅纤维布裁剪成相应大小并逐层叠放，叠放层数由蜂窝壁厚决定；然后用连续玻璃纤维沿厚度方向缝合，得到波纹板状碳化硅纤维预制体。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，真空炉内压力为100～400Pa，温度为600～800℃，气体中氩气作为稀释气体，氢气作为载气，三氯化硼提供硼源，氨气提供氮源，三氯化硼和氨气反应，在碳化硅纤维预制体表面沉积氮化硼界面层，沉积时间为20～50h，氮化硼界面层厚度为200～600nm。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，沉积炉内压力为100～400Pa，温度在700～1000℃，气体中氩气作为稀释气体，氢气作为载气，反应气体为四氯化硅和氨气(基体为氮化硅)或甲基三氯硅烷(基体为碳化硅)，沉积时间为100～150h。8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，陶瓷浆料粘接剂由陶瓷粉末与陶瓷先驱体溶液组成，质量比为1：5‑1：10。所述陶瓷粉末为氮化硅或碳化硅。所述陶瓷先驱体溶液中溶剂为二甲苯、环己烷、四氢呋喃中的任意一种，陶瓷先驱体为聚硼硅氮烷(PBSN)、聚硅氧烷(PSO)、聚硅氮烷(PSN)、聚碳硅烷(PCS)中的任意一种，所述溶剂与所述陶瓷先驱体的体积比为1：2‑1：4。2CN115745647A说明书1/4页一种陶瓷基复合材料吸波蜂窝的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种耐高温陶瓷基复合材料吸波蜂窝的制备方法。背景技术[0002]随着雷达探测技术的不断发展，飞行器对于隐身性能的要求不断提高。蜂窝吸波材料作为一种结构型吸波材料，具有质量轻、强度高以及吸波性能好等特点，广泛应用于飞机、雷达以及一些民用领域。目前主要应用的吸波蜂窝是芳纶纸蜂窝复合材料，通过将芳纶纸蜂窝浸渍吸波涂料制备而成。由于芳纶纸本身耐温性较低，因此芳纶蜂窝结构在航