CN108251966B - 一种莫来石纤维预制体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及莫来石纤维预制体及其制备方法。该方法包括：(1)莫来石纤维毡的预处理：将莫来石纤维毡处理成厚度降低的第一莫来石纤维薄毡和第二莫来石纤维薄毡，其中第一莫来石纤维薄毡的厚度大于第二莫来石纤维薄毡的厚度(2)石英纤维网胎的制备：将石英纤维纱制成石英纤维网胎；(3)针刺成型：将第一莫来石纤维薄毡置于模具的阳模上，铺入石英纤维网胎并进行针刺，再铺入第二莫来石纤维薄毡并进行针刺，按照石英纤维网胎、第二莫来石纤维薄毡的顺序重复针刺操作，直至针刺成型产物的厚度和密度满足设计要求，得到产品。利用该方法可制出耐温性高达1600℃，厚度范围可调，密度均匀性好，异型结构复杂的莫来石纤维预制体。

Description

一种莫来石纤维预制体及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种莫来石纤维预制体及其制备方法。
背景技术
莫来石纤维是目前耐温性可达1600℃、技术路线成熟、耐温性能稳定、批量化生产且成本低的纤维增强基体，常被用来制备耐高温的复合材料。但目前莫来石纤维均从日本进口，厚度尺寸仅有13mm、25mm两种规格的纤维卷材，也就是人们所说的莫来石纤维毡，且由于莫来石自身结构性能影响，莫来石纤维脆性大，纤维自身长度较短且结合力较弱，无法整体成型大厚度异型预制体。此外，莫来石纤维毡在厚度方向存在较大的密度梯度，影响了基体的均匀性。
石英纤维是指SiO2含量高于99.95％以上，丝径在1～15μm的特种的玻璃纤维，由高纯二氧化硅和天然石英晶体制造而成。石英纤维的耐温性远远低于莫来石纤维，它的正常使用温度一般在1000～1050℃之间。正因为如此，石英纤维的应用受到极大的限制，尤其是在对耐温性有较高要求的航天材料领域。
发明人在研究中发现，石英纤维虽然耐温性较差，但是其具有较高的韧性和强度，当将其作为连接材料时，可以将多层莫来石纤维毡连接成厚度较大的纤维毡。经过试验，发明人找到了一种利用莫来石纤维毡和石英纤维来制备耐温性好、厚度可调、密度均匀性好、异型结构复杂的莫来石纤维预制体的新方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对利用现有的莫来石纤维毡无法制备出厚度较大的莫来石纤维毡的问题，本发明提供了一种耐温性高达1600℃，厚度范围可调，密度均匀性好，异型结构复杂的莫来石纤维预制体的制备方法。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种莫来石纤维预制体的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)莫来石纤维毡的预处理：将莫来石纤维毡处理成厚度降低的第一莫来石纤维薄毡和第二莫来石纤维薄毡，其中第一莫来石纤维薄毡的厚度大于第二莫来石纤维薄毡的厚度；优选地，第一莫来石纤维薄毡的厚度为第二莫来石纤维薄毡的厚度的4～10倍；
(2)石英纤维网胎的制备：将石英纤维纱制成石英纤维网胎；
(3)针刺成型：将第一莫来石纤维薄毡置于模具的阳模上，然后按照石英纤维网胎、第二莫来石纤维薄毡的顺序在第一莫来石纤维薄毡上逐层铺设并逐层针刺，直至针刺成型产物的厚度和密度满足设计要求，制得莫来石纤维预制体。
优选地，在步骤(1)中，将莫来石纤维毡处理成厚度为10～15mm的第一莫来石纤维薄毡和厚度为1.5～2.5mm的第二莫来石纤维薄毡；优选地，将厚度为25mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为10～15mm的第一莫来石纤维薄毡，将厚度为13mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为1.5～2.5mm的第二莫来石纤维薄毡。
优选地，在步骤(2)中，所用的石英纤维纱为由A型石英纤维纱和B型石英纤维纱按照(5～6)：1的质量比组成的混合纤维物。
优选地，所述石英纤维网胎按照如下方式进行：
将A型石英纤维纱和B型石英纤维纱混合，混合后的两种石英纤维纱经切割和平铺制成石英纤维网胎。
优选地，将两种石英纤维纱制成面密度为160～220g/m2，厚度为0.5～0.8mm的石英纤维网胎。
优选地，在步骤(3)中，当所述针刺成型产物的厚度达到30～60mm，同时密度在0.1～0.15g/cm3之间时，停止针刺成型操作，制得莫来石纤维预制体。
优选地，在步骤(3)中，所述针刺的条件为：层间针刺频率为50～70针/min，采用梅花针形进行连续针刺。
优选地，所述莫来石纤维预制体具有如下特征：
石英纤维网胎的质量占10～15％；
厚度在30～60mm之间；
密度在0.1～0.15g/cm3之间；
耐受1600℃的温度；
面内拉伸强度在25～35N之间；和
型面为异形型面，优选为长方形、正方形、L型、V型、U型、锥形、弧型、S型中的任一种。
一种莫来石纤维预制体，采用上述制备方法制得。
优选地，所述莫来石纤维预制体中的石英纤维网胎的质量在10～15％之间；
所述莫来石纤维预制体的厚度在30～60mm之间；
所述莫来石纤维预制体的密度在0.1～0.15g/cm3之间；
所述莫来石纤维预制体耐受1600℃的温度；
所述莫来石纤维预制体的面内拉伸强度在25～35N之间；和
所述莫来石纤维预制体的型面为长方形、正方形、L型、V型、U型、锥形、弧型、弧型、S型中的任一种。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
(1)本发明制备的莫来石预制体厚度在30～60mm，解决了现有莫来石针刺毡最大厚度为25mm的不足，并实现了厚度的可调节，且密度均匀性好，可以作为高马赫数飞行器的内外热防护材料。
(2)本发明制备的大厚度莫来石预制体为整体成型异形件，可实现任意厚度及型面变化，解决了现有莫来石纤维毡单一卷材的现状，实现了纤维种类的多样化。
(3)本发明可用于制备多种型号规格的莫来石纤维预制体，如L型、V型、U型、锥形、弧型、S型等各种大型异型构件，对各种飞行器内外防热的一体化成型具有指导意义。
附图说明
图1是本发明提供的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种莫来石纤维预制体的制备方法，如图1所示，所述制备方法包括如下步骤：
(1)莫来石纤维毡的预处理：将莫来石纤维毡处理成厚度降低的第一莫来石纤维薄毡和第二莫来石纤维薄毡，其中第一莫来石纤维薄毡的厚度大于第二莫来石纤维薄毡的厚度；优选地，第一莫来石纤维薄毡的厚度为第二莫来石纤维薄毡的厚度的4～10倍，更优选地，将莫来石纤维毡处理成厚度为10～15mm(例如，可以具体为10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm)的第一莫来石纤维薄毡和厚度为1.5～2.5mm(例如，可以具体为1.5mm、1.7mm、2.0mm、2.2mm或2.5mm)的第二莫来石纤维薄毡；最优选地，将厚度为25mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为10～15mm(例如，可以具体为10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm)的第一莫来石纤维薄毡，将厚度为13mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为1.5～2.5mm例如，可以具体为1.5mm、1.7mm、2.0mm、2.2mm或2.5mm)的第二莫来石纤维薄毡。使用具有这一厚度的第一莫来石纤维薄毡和第二莫来石纤维薄毡可以确保预成型体的密度均匀、热面具有较高的耐温以及预制体整体具有较高的耐温(本发明制备的预制体的耐温达到了1600℃)。
(2)石英纤维网胎的制备：将石英纤维纱制成石英纤维网胎。优选地，所用的石英纤维纱为由A型石英纤维纱和B型石英纤维纱按照(5～6)：1的质量比组成的混合纤维物。此时，所述石英纤维网胎按照如下方式进行：将A型石英纤维纱和B型石英纤维纱混合，混合后的两种石英纤维纱经切割和平铺制成石英纤维网胎。制得的石英纤维网胎的密度为160～220g/m2，厚度为0.5mm～0.8mm(例如，可以具体为0.5mm、0.6mm、0.7mm或0.8mm)。
(3)针刺成型：将第一莫来石纤维薄毡置于模具的阳模上，然后按照石英纤维网胎、第二莫来石纤维薄毡的顺序在第一莫来石纤维薄毡上逐层铺设并逐层针刺，即：将第一莫来石纤维薄毡置于模具的阳模上，铺入石英纤维网胎并进行针刺，再铺入第二莫来石纤维薄毡并进行针刺，然后按照石英纤维网胎、第二莫来石纤维薄毡的顺序重复针刺操作，直至针刺成型产物的厚度和密度满足设计要求，制得莫来石纤维预制体。优选地，当所述针刺成型产物的厚度达到30～60mm，同时密度在0.1～0.15mm之间时，停止针刺成型操作，制得莫来石纤维预制体。在针刺成型步骤中，可以采用现有的针刺工艺进行针刺，也可以采用本发明提供的如下针刺工艺进行：层间针刺频率为50～70针/min，采用梅花针形进行连续针刺。
莫来石纤维毡脆性大，本身连接性能弱，且密度梯度较大，若裁剪成薄层后，自身无法再次连接成整体及异型结构；而石英纤维韧性大，强度高，可以在莫来石纤维薄层间增加网胎连接莫来石纤维，并且通过调整石英纤维的比例和层间铺敷状态成型异型莫来石纤维预制体。本发明通过调整莫来石纤维毡的厚度、石英纤维的比例，成型了不同厚度的异型纤维预制体。
本发明还提供了一种利用上述方法制得的纤维预制体，所述纤维预制体包含莫来石纤维和石英纤维，所述纤维预制体中的石英纤维网胎的质量在10～15％之间；
所述纤维预制体的厚度在30～60mm之间；
所述纤维预制体的密度在0.1～0.15g/cm3之间；
所述纤维预制体耐受1600℃的温度；
所述纤维预制体的面内拉伸强度在25～35N之间；和
所述纤维预制体的型面为长方形、正方形、L型、V型、U型、锥形、弧型、S型中的任一种。
在本发明提供的制备方法中，热面采用厚度为10～15mm的莫来石纤维薄毡，既能保证针刺性能，同时保证预制体的耐温性能。
以下是本发明列举的实施例。
实施例1
按照如下方法制备L型纤维预制体。
先将厚度为13mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为1.5mm的莫来石纤维薄毡，将厚度为25mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为10mm莫来石纤维薄毡，备用。除了本实施例中提供的处理方法，还可以按照如下方式对购买来的莫来石纤维毡进行处理：将厚度为13mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为10mm的莫来石纤维薄毡，将厚度为25mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为1.5mm莫来石纤维薄毡。其余的处理方法不再一一列举，只要能将莫来石纤维毡剪裁成符合厚度要求的莫来石纤维薄毡即可。
将A型石英纤维纱和B型石英纤维纱(均购于湖北菲利华石英纤维有限公司，以下实施例同实施例1，不再赘述)按照5:1的质量比混合，然后将混合后的石英纤维纱经切割和平铺制成面密度为160g/m2、厚度为0.5mm的石英纤维网胎，备用。
将厚度为10mm的莫来石纤维薄毡先放置在成型阳模上，再依次将石英纤维网胎、厚度为1.5mm的莫来石纤维薄毡逐层针刺成型(即先铺入石英纤维网胎并进行针刺，再铺入第二莫来石纤维薄毡并进行针刺)，按照石英纤维网胎、第二莫来石纤维薄毡的顺序重复针刺操作，直至针刺成型产物的厚度为30mm、密度为0.1g/cm3，停止针刺操作，所得的L型针刺成型产物即为本实施例制得的纤维预制体。
制得的L型纤维预制体中，石英纤维网胎所占的质量分数为10wt％，即纤维预制体中，石英纤维的质量分数为10wt％；纤维预制体的厚度为30mm，密度为0.1g/cm3，耐温为1600℃，纤维预制体的面内拉伸强度为25N。
实施例2
按照如下方法制备L型纤维预制体。
先将厚度为13mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为2mm的莫来石纤维薄毡，将厚度为25mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为10mm莫来石纤维薄毡，备用。
将A型石英纤维纱和B型石英纤维纱按照5:1的质量比混合，然后将混合后的石英纤维纱经切割和平铺制成面密度为180g/m2、厚度为0.5mm的石英纤维网胎，备用。
将厚度为10mm的莫来石纤维薄毡先放置在成型阳模上，再依次将石英纤维网胎、厚度为2mm的莫来石纤维薄毡逐层针刺成型(即先铺入石英纤维网胎并进行针刺，再铺入第二莫来石纤维薄毡并进行针刺)，按照石英纤维网胎、第二莫来石纤维薄毡的顺序重复针刺操作，直至针刺成型产物的厚度为30mm、密度为0.11g/cm3，停止针刺操作，所得的L型针刺成型产物即为本实施例制得的纤维预制体。
制得的L型纤维预制体中，石英纤维网胎所占的质量分数为12wt％，即纤维预制体中，石英纤维的质量分数为12wt％；纤维预制体的厚度为30mm，密度为0.11g/cm3，耐温为1600℃，纤维预制体的面内拉伸强度为25N。
实施例3
按照如下方法制备S型纤维预制体。
先将厚度为13mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为2.5mm的莫来石纤维薄毡，将厚度为25mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为12mm莫来石纤维薄毡，备用。
将A型石英纤维纱和B型石英纤维纱按照5:1的质量比混合，然后将混合后的石英纤维纱经切割和平铺制成面密度为220g/m2、厚度为0.5mm的石英纤维网胎，备用。
将厚度为13mm的莫来石纤维薄毡先放置在成型阳模上，再依次将石英纤维网胎、厚度为2.5mm的莫来石纤维薄毡逐层针刺成型(即先铺入石英纤维网胎并进行针刺，再铺入第二莫来石纤维薄毡并进行针刺)，按照石英纤维网胎、第二莫来石纤维薄毡的顺序重复针刺操作，直至针刺成型产物的厚度为35mm、密度为0.11g/cm3，停止针刺操作，所得的S型针刺成型产物即为本实施例制得的纤维预制体。
制得的S型纤维预制体中，石英纤维网胎所占的质量分数为14wt％，即纤维预制体中，石英纤维的质量分数为14wt％；纤维预制体的厚度为30mm，密度为0.11g/cm3，耐温为1600℃，纤维预制体的面内拉伸强度为25N。
实施例4
按照如下方法制备V型纤维预制体。
先将厚度为13mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为2mm的莫来石纤维薄毡，将厚度为25mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为13mm莫来石纤维薄毡，备用。
将A型石英纤维纱和B型石英纤维纱按照5:1的质量比混合，然后将混合后的石英纤维纱经切割和平铺制成面密度为200g/m2、厚度为0.6mm的石英纤维网胎，备用。
将厚度为13mm的莫来石纤维薄毡先放置在成型阳模上，再依次将石英纤维网胎、厚度为2mm的莫来石纤维薄毡逐层针刺成型(即先铺入石英纤维网胎并进行针刺，再铺入第二莫来石纤维薄毡并进行针刺)，按照石英纤维网胎、第二莫来石纤维薄毡的顺序重复针刺操作，直至针刺成型产物的厚度为40mm、密度为0.11g/cm3，停止针刺操作，所得的V型针刺成型产物即为本实施例制得的纤维预制体。
制得的V型纤维预制体中，石英纤维网胎所占的质量分数为13wt％，即纤维预制体中，石英纤维的质量分数为13wt％；纤维预制体的厚度为40mm，密度为0.11g/cm3，耐温为1600℃，纤维预制体的面内拉伸强度为27N。
实施例5
按照如下方法制备U型纤维预制体。
先将厚度为13mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为1.5mm的莫来石纤维薄毡，将厚度为25mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为15mm莫来石纤维薄毡，备用。
将A型石英纤维纱和B型石英纤维纱按照6:1的质量比混合，然后将混合后的石英纤维纱经切割和平铺制成面密度为180g/m2、厚度为0.7mm的石英纤维网胎，备用。
将厚度为15mm的莫来石纤维薄毡先放置在成型阳模上，再依次将石英纤维网胎、厚度为1.5mm的莫来石纤维薄毡逐层针刺成型(即先铺入石英纤维网胎并进行针刺，再铺入第二莫来石纤维薄毡并进行针刺)，层间针刺频率为70针/min，采用梅花针形进行连续针刺，按照石英纤维网胎、第二莫来石纤维薄毡的顺序重复针刺操作，直至针刺成型产物的厚度为50mm、密度为0.11g/cm3，停止针刺操作，所得的U型针刺成型产物即为本实施例制得的纤维预制体。
制得的U型纤维预制体中，石英纤维网胎所占的质量分数为12wt％，即纤维预制体中，石英纤维的质量分数为14wt％；纤维预制体的厚度为50mm，密度为0.11g/cm3，耐温为1600℃，纤维预制体的面内拉伸强度为30N。
实施例6
按照如下方法制备弧型纤维预制体。
先将厚度为13mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为1.5mm的莫来石纤维薄毡，将厚度为25mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为10mm莫来石纤维薄毡，备用。
将A型石英纤维纱和B型石英纤维纱按照6:1的质量比混合，然后将混合后的石英纤维纱经切割和平铺制成面密度为220g/m2、厚度为0.8mm的石英纤维网胎，备用。
将厚度为10mm的莫来石纤维薄毡先放置在成型阳模上，再依次将石英纤维网胎、厚度为1.5mm的莫来石纤维薄毡逐层针刺成型(即先铺入石英纤维网胎并进行针刺，再铺入第二莫来石纤维薄毡并进行针刺)，层间针刺频率为50针/min，采用梅花针形进行连续针刺，按照石英纤维网胎、第二莫来石纤维薄毡的顺序重复针刺操作，直至针刺成型产物的厚度为60mm、密度为0.13g/cm3，停止针刺操作，所得的弧型针刺成型产物即为本实施例制得的纤维预制体。
制得的弧型纤维预制体中，石英纤维网胎所占的质量分数为15wt％，即纤维预制体中，石英纤维的质量分数为12wt％；纤维预制体的厚度为60mm，密度为0.13g/cm3，耐温为1600℃，纤维预制体的面内拉伸强度为35N。
从上述实施例可以看出，预制体的厚度越大，则需要石英网胎的质量份数越大，内部针刺密度越大，预制体的密度越大，面内拉伸强度越大。
对比例1
制备方法同实施例1基本相同，不同之处在于：将厚度为13mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为2.5mm的莫来石纤维薄毡，将厚度为25mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为12mm莫来石纤维薄毡；在针刺成型工艺中，热面采用厚度为2.5mm的莫来石纤维薄毡，中间层采用厚度为12mm的莫来石纤维薄毡，即针刺成型工艺为：将厚度为2.5mm的莫来石纤维薄毡先放置在成型阳模上，再依次将石英纤维网胎、厚度为12mm的莫来石纤维薄毡逐层针刺成型(即先铺入石英纤维网胎并进行针刺，再铺入第二莫来石纤维薄毡并进行针刺)，按照石英纤维网胎、第二莫来石纤维薄毡的顺序重复针刺操作。发明人发现，该方法无法整体成型。发明人推测：由于中间层所用的莫来石纤维薄毡的厚度较厚，远远超过了中间层石英纤维网胎的厚度，石英纤维网胎无法起到连接作用。
对比例2
制备方法同实施例1基本相同，不同之处在于：热面直接采用厚度为25mm的莫来石纤维毡。针刺成型工艺为：将厚度为25mm的莫来石纤维薄毡先放置在成型阳模上，再依次将石英纤维网胎、厚度为1.5mm的莫来石纤维薄毡逐层针刺成型(即先铺入石英纤维网胎并进行针刺，再铺入第二莫来石纤维薄毡并进行针刺)，按照石英纤维网胎、第二莫来石纤维薄毡的顺序重复针刺操作。发明人发现，该方法无法整体成型。发明人推测：热面莫来石纤维毡的厚度过大，导致石英纤维网胎无法通过针刺工艺克服其纤维脆性。
对比例3
制备方法同实施例1基本相同，不同之处在于：将厚度为25mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为6mm莫来石纤维薄毡。针刺工艺为：将厚度为6mm的莫来石纤维薄毡先放置在成型阳模上，再依次将石英纤维网胎、厚度为1.5mm的莫来石纤维薄毡逐层针刺成型(即先铺入石英纤维网胎并进行针刺，再铺入第二莫来石纤维薄毡并进行针刺)，按照石英纤维网胎、第二莫来石纤维薄毡的顺序重复针刺操作，直至针刺成型产物的厚度为32mm、密度为0.11g/cm3，停止针刺操作，制得预制体。预制体中，石英纤维网胎所占的质量分数为11wt％，即纤维预制体中，石英纤维的质量分数为15wt％；纤维预制体的厚度为32mm，密度为0.11g/cm3，耐温为1500℃，纤维预制体的面内拉伸强度为28N。
当热面用莫来石纤维薄毡的厚度降低时，虽然不影响预制体的整体成型，但是对其耐温影响较大。
对比例4
制备方法同实施例1基本相同，不同之处在于：将混合后的石英纤维纱经切割和平铺制成面密度为160g/m2、厚度为1.5mm的石英纤维网胎，最终制得的预制体中，石英纤维网胎所占的质量分数为17wt％，即纤维预制体中，石英纤维的质量分数为17wt％；纤维预制体的厚度为30mm，密度为0.12g/cm3，耐温为1400℃，纤维预制体的面内拉伸强度为30N。当中间层所用的石英纤维网胎厚度增加时，石英纤维的质量分数增加，针刺密度增加，但是预制体的耐温明显下降。
对比例5
制备方法同实施例1基本相同，不同之处在于：将混合后的石英纤维纱经切割和平铺制成面密度为160g/m2、厚度为0.2mm的石英纤维网胎。发明人发现，该方法无法整体成型。发明人推测：石英网胎厚度太小，导致石英纤维网胎无法通过针刺工艺克服莫来石纤维的脆性。
对比例6
制备方法同实施例1基本相同，不同之处在于：将B型石英纤维纱制成面密度为220g/m2、厚度为0.5mm的石英纤维网胎。经检测，制得的预制体中石英纤维的质量分数为10wt％；纤维预制体的厚度为30mm，密度为0.10g/cm3，耐温为1600℃，纤维预制体的面内拉伸强度为21N。当单独使用B型石英纤维纱制备石英纤维网胎时，制得的纤维预制体的面内拉伸强度较小。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种莫来石纤维预制体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)莫来石纤维毡的预处理：将莫来石纤维毡处理成厚度降低的第一莫来石纤维薄毡和第二莫来石纤维薄毡，其中第一莫来石纤维薄毡的厚度大于第二莫来石纤维薄毡的厚度；
(2)石英纤维网胎的制备：将石英纤维纱制成石英纤维网胎；
(3)针刺成型产物的针刺成型：将第一莫来石纤维薄毡置于模具的阳模上，然后按照石英纤维网胎、第二莫来石纤维薄毡的顺序在第一莫来石纤维薄毡上逐层铺设并逐层针刺，直至针刺成型产物的厚度和密度满足设计要求，制得莫来石纤维预制体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，第一莫来石纤维薄毡的厚度为第二莫来石纤维薄毡的厚度的4～10倍。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，将莫来石纤维毡处理成厚度为10～15mm的第一莫来石纤维薄毡和厚度为1.5～2.5mm的第二莫来石纤维薄毡。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，将厚度为25mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为10～15mm的第一莫来石纤维薄毡，将厚度为13mm的莫来石纤维毡裁剪成厚度为1.5～2.5mm的第二莫来石纤维薄毡。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所用的石英纤维纱为由A型石英纤维纱和B型石英纤维纱按照(5～6)：1的质量比组成的混合纤维物。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述石英纤维网胎按照如下方式进行：
将A型石英纤维纱和B型石英纤维纱混合，混合后的两种石英纤维纱经切割和平铺制成石英纤维网胎。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，将两种石英纤维纱制成面密度为160～220g/m2，厚度为0.5～0.8mm的石英纤维网胎。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，当所述针刺成型产物的厚度达到30～60mm，同时密度在0.1～0.15g/cm3之间时，停止针刺成型操作，制得莫来石纤维预制体。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述针刺的条件为：层间针刺频率为50～70针/min，采用梅花针形进行连续针刺。
10.根据权利要求1至9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述莫来石纤维预制体具有如下特征：
石英纤维网胎的质量占10～15％；
厚度在30～60mm之间；
密度在0.1～0.15g/cm3之间；
耐受1600℃的温度；
面内拉伸强度在25～35N之间；和
型面为异形型面。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，型面为长方形、正方形、L型、V型、U型、锥形、弧型、S型中的任一种。
12.一种莫来石纤维预制体，其特征在于，采用权利要求1至11任一项所述制备方法制得。
13.根据权利要求12所述的莫来石纤维预制体，其特征在于，所述莫来石纤维预制体中的石英纤维网胎的质量在10～15％之间；
所述莫来石纤维预制体的厚度在30～60mm之间；
所述莫来石纤维预制体的密度在0.1～0.15g/cm3之间；
所述莫来石纤维预制体耐受1600℃的温度；
所述莫来石纤维预制体的面内拉伸强度在25～35N之间；和
所述莫来石纤维预制体的型面为长方形、正方形、L型、V型、U型、锥形、弧型、S型中的任一种。
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