CN110240488A - 一种耐高温透波陶瓷基复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐高温透波陶瓷基复合材料。本发明还提供一种制备如上所述的耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)：取氮化硅纤维织物，并对所述氮化硅纤维织物表面进行浸润剂去除处理；步骤(2)：用环硼氮烷先驱体对经步骤(1)处理后的氮化硅纤维织物进行高压浸渍处理和热处理，即得所述耐高温透波陶瓷基复合材料。本发明以氮化硅纤维为增强相，以由环硼氮烷先驱体转换成的氮化硼为基体，提供一种耐高温透波陶瓷基复合材料及其制备方法，其具有优异的高温稳定性、高温力学性、高温介电性和耐烧蚀性能。

Description

一种耐高温透波陶瓷基复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐高温透波复合材料领域，尤其涉及一种耐高温透波陶瓷基复合材料及其制备方法。
背景技术
超高温透波天线罩(或超高温透波天线窗)是一种采用流线形或尖锥形位于导弹(或火箭、飞行器)的头部的航天透波复合材料结构件，集整流、承载、透波和防热为一体。超高速导弹(或火箭、飞行器)的飞行速度快、工作时间长，对超高温透波天线罩(或超高温透波天线窗)的长时间热防护、承载及透波等性能提出了更为苛刻的要求，因此需要一种耐高温透波复合材料以适应超高温透波天线罩(或超高温透波天线窗)的使用需求。
现阶段，针对该耐高温透波复合材料的研究已经有所进展。
比如：当前国内应用最广泛，制备技术最成熟的耐高温透波复合材料是石英纤维增强二氧化硅复合材料，其具有优异的抗热震性能和介电性能，然而石英纤维在1150℃以上容易晶析，导致材料的力学性能显著下降，同时石英基体的硅羟基多孔结构易吸潮影响介电性能的稳定。因此，石英纤维增强二氧化硅复合材料不能有效的满足更高温度环境下的使用。
针对上述以石英纤维作为耐高温透波复合材料的增强相和基体时所面临的问题，为了让高温承载透波性能得到良好的实现，已有研究得到了新一代耐高温透波陶瓷基复合材料。目前国际上对耐高温透波复合材料的研究由原先的氧化物纤维增强氧化物陶瓷基复合材料领域覆盖到氮化物纤维增强氮化物陶瓷基复合材料领域，氮化物纤维增强氮化物陶瓷基复合材料经研究证实具有更好的耐高温性能。对此，科学家做出了相关研究。
比如：美国的Aeronutronic Ford公司利用硼酸浸渍-高温热压烧成法制备了低密度(1.5～1.6g/cm3)、低介电损耗(0.003)的三维正交BN纤维织物增强BN基(BNf/BN)复合材料，然而该制备方法的制备温度高达1800℃，且制得的耐高温透波复合材料力学性能不佳；
还比如：国防科技大学杨雪金等制备了氮化硅纤维增强二氧化硅和氮化硼复相陶瓷基复合材料，其具有致密度高、耐温性好、承载能力强、优良的介电性能等优点，然而该制备方法制得的复合材料属于三元材料体系，制备时需要先形成Si3N4f/SiO2复合材料中间体，导致制备过程相对复杂，且二氧化硅基体对整体材料的耐高温与介电性能关系不明确。
针对超高温透波天线罩(或超高温透波天线窗)的长时间热防护、承载及透波等性能需求，研究发现，氮化硅(Si3N4)纤维与石英纤维相比具有更加优异的综合性能，使用温度可以达到1500℃以上，如优异的高温力学性能，优异的耐烧蚀和抗氧化性能、优良的介电性能，是超高温透波导弹天线罩制备的候选增强材料之一。氮化硼(BN)陶瓷能克服石英陶瓷高温力学性能差、抗烧蚀性能差、易吸潮的缺点，它在有氧环境的氧化温度高达850℃以上，在无氧环境的分解温度高达3000℃以上，在室温到1350℃内介电性能稳定，抗热震性能优异。
中国专利文献CN102167610A公开了一种氮化硼纤维织物增强氮化硅陶瓷材料的制备方法，并具体公开了一种氮化硼纤维织物增强氮化硅陶瓷材料的制备方法，其先对氮化硼纤维织物预处理，去除氮化硼纤维表面涂层，再进行界面处理，并真空浸渍氮化硅浆料，干燥后用先驱体全氢聚硅氮烷进行反复浸渍、固化，最后裂解。根据该制备方法制备得到一种以氮化硼纤维为增强相、以由全氢聚硅氮烷先驱体转换成的氮化硅为基体的氮化硼纤维织物增强氮化硅陶瓷材料，该氮化硼纤维织物增强氮化硅陶瓷材料高性能透波材料，具有优异的力学性能、介电性能及耐烧蚀性能。然而，全氢聚硅氮烷作为氮化硅的先驱体，是一种高分子材料，其黏度较大，作为氮化硼纤维织物的浸渍液时，浸渍效率较低，影响氮化硼纤维织物增强氮化硅陶瓷的增强效果，进而导致制备得到的耐高温透波复合材料的耐高温性能、力学性能、介电性能及耐烧蚀性能等均受到影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，以氮化硅纤维为增强相，以由环硼氮烷先驱体转换成的氮化硼为基体，提供一种耐高温透波陶瓷基复合材料及其制备方法，其具有优异的高温稳定性、高温力学性、高温介电性和耐烧蚀性能。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
本发明提供了一种耐高温透波陶瓷基复合材料，所述耐高温透波陶瓷基复合材料以氮化硅纤维为增强相，以氮化硼为基体；所述氮化硼由环硼氮烷作为先驱体转换而成。
本发明还提供了一种制备如上所述的耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)：取氮化硅纤维织物，并对所述氮化硅纤维织物表面进行浸润剂去除处理；
步骤(2)：用环硼氮烷先驱体对经步骤(1)处理后的氮化硅纤维织物进行高压浸渍处理和热处理，即得所述耐高温透波陶瓷基复合材料。
为了进一步优化上述技术方案，本发明所采取的技术措施还包括：
进一步地，步骤(1)中，浸润剂去除处理所采用的溶剂选自乙酸乙酯、丙酮或甲苯中的任意一种或多种。
进一步地，步骤(1)中，浸润剂去除处理的具体步骤为：将氮化硅纤维织物在所述溶剂中进行浸泡处理后进行干燥处理；其中，浸泡处理的压强为0.4～5MPa，浸泡处理的时间为12～24h；干燥处理的温度为60～110℃，干燥处理的时间1～3h。
进一步地，步骤(2)中，高压浸渍处理和热处理的具体步骤为：
步骤(21)：用环硼氮烷先驱体对经步骤(1)处理后的氮化硅纤维织物进行高压浸渍处理和第一次热处理；
步骤(22)：循环步骤(21)所述的高压浸渍处理和第一次热处理3-10次；
步骤(23)：对经步骤(22)处理后的氮化硅纤维织物进行第二次热处理。
进一步地，所述步骤(22)中，循环步骤(21)所述的高压浸渍处理和第一次热处理3-4次。
进一步地，步骤(22)中，当相邻两次第一次热处理后的氮化硅纤维织物的质量增重＜2％时，结束所述高压浸渍处理和第一次热处理的循环。
进一步地，所述高压浸渍处理的压力为1～10MPa，单次处理时间为1～12h。
进一步地，所述第一次热处理的温度为60～150℃，单次处理时间为12～72h。
进一步地，所述第二次热处理的温度为600～1400℃，处理时间为0.5～6h。
进一步地，所述第二次热处理在氮气、氨气、氩气中的任意一种或多种气氛中进行。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明采用氮化物纤维增强氮化物陶瓷基复合材料，并具体采用了氮化硅纤维增强氮化硼陶瓷基复合材料，其具有优异的高温稳定性、高温力学性、高温介电性和耐烧蚀性能，使用于超高温透波天线罩(或超高温透波天线窗)，能够确保超高速飞行器运行时的可靠与安全。
本发明的耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，以氮化硅纤维为增强相，以由环硼氮烷先驱体转换成的氮化硼为基体；一方面，氮化硅纤维相比于氮化硼纤维成本要低，使用氮化硅纤维作为耐高温透波陶瓷基复合材料的增强相，相比于使用氮化硼纤维作为耐高温透波陶瓷基复合材料的增强相，能够显著降低成本，而且，经多次验证试验发现，同等条件下，前者制得的耐高温透波陶瓷基复合材料的耐高温性能、力学性能、介电性能及耐烧蚀性能并不低于后者；另一方面，使用由环硼氮烷先驱体转换成的氮化硼作为基体，首先，环硼氮烷的结构与苯相似，是一种具有挥发性的无色透明液体，用环硼氮烷做先驱体可热分解得到化学计量比的BN陶瓷产率高达90％，转化效率高，其次，相比于使用由全氢聚硅氮烷先驱体转换成的氮化硅作为基体，环硼氮烷是一种非高分子材料，黏度明显低于全氢聚硅氮烷，因此，作为氮化硅纤维织物的浸渍液时，浸渍效率较高，有助于提高氮化硅纤维织物对陶瓷基体的增强效果，进而提高制备得到的耐高温透波复合材料的高温稳定性、高温力学性、高温介电性和耐烧蚀性能。
本发明的耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，采用乙酸乙酯、丙酮或甲苯溶剂对氮化硅纤维织物表面进行浸润剂去除处理，经表面浸润剂去除处理后的氮化硅纤维织物，在增强氮化硼陶瓷基制备耐高温透波陶瓷基复合材料时，能够有效改善氮化硅纤维与氮化硼基体的界面结合情况，进而提高氮化硅纤维织物对陶瓷基体的增强效果，进而提高制备得到的耐高温透波复合材料的高温稳定性、高温力学性、高温介电性和耐烧蚀性能。
本发明的耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，用环硼氮烷先驱体对处理后的氮化硅纤维织物进行高压浸渍处理和热处理，能够使环硼氮烷先驱体经高压原位有机向无机的转变反应制备耐高温透波的氮化硼基体，结合超高温透波特性的氮化硅纤维，所制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料为二元体系的超高温透波陶瓷基复合材料，并且制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料失重5％的温度远高于1500℃，具有优异的超高温稳定性。
进一步地，本发明在制备耐高温透波陶瓷基复合材料时，对处理后的氮化硅纤维织物进行高压浸渍处理和第一次热处理，循环该高压浸渍处理和第一次热处理步骤3-10次后，再进行第二次热处理。其构建了一种适于环硼氮烷先驱体转变成氮化硼基体并用于氮化硅纤维织物的增强体系，有助于提高环硼氮烷先驱体转变成氮化硼基体的产率，并提高氮化硼基体与氮化硅纤维的结合效率；更进一步地，本发明高压浸渍处理的压力为1～10MPa，单次处理时间为1～12h，第一次热处理的温度为60～150℃，单次处理时间为12～72h；而且本发明第二次热处理的温度为600～1400℃，处理时间为0.5～6h，其协同作用上述多次循环的高压浸渍处理和第一次热处理，使通过该制备方法最终制得的耐高温透波陶瓷基复合材料的高温稳定性、高温力学性、高温介电性和耐烧蚀性能显著提高。
本发明的耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，循环高压浸渍处理和第一次热处理步骤3-10次后，再进行第二次热处理，并且当相邻两次第一次热处理后的氮化硅纤维织物的质量增重＜2％时，结束所述高压浸渍处理和第一次热处理的循环，确保环硼氮烷先驱体转变成氮化硼基体的产率、以及氮化硼基体与氮化硅纤维的结合效率为最佳。
本发明的耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，氮气、氨气、氩气，或者以上任意组合的气氛中进行第二次热处理，有助于提高氮化硼基体与氮化硅纤维的结合效率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
本发明各实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。各实施例中所用的主要原料环硼氮烷，英文名为BORAZINE(BORAZOLE)，分子式为B3-H6-N3，CAS号为6569-51-3，可以通过市购获得，当然，作为可选择的实施方式也可以使用实验室自制的环硼氮烷；各实施例中所用的主要原料氮化硅纤维可购买自福建立亚新材有限公司，当然，作为可选择的实施方式也可以使用实验室自制的氮化硅纤维织物。
实施例1
本实施例提供一种耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将氮化硅纤维织物在乙酸乙酯溶液中完全浸泡18h，浸泡压强为2MPa，然后取出浸泡后的织物淋干溶剂后放入烘箱，于80℃干燥2h，然后将织物冷却到室温；
S21，将液体环硼氮烷先驱体转移到不锈钢浸渍容器中，完全浸渍经步骤S1处理后的氮化硅纤维织物，对不锈钢浸渍容器加压到6MPa，并保压6h，然后升温到80℃进行第一次热处理，第一次热处理时间为48h；
S22，循环步骤S21的上述高压浸渍处理和第一次热处理4次；经第4次的第一次热处理后的氮化硅纤维织物相比于经第3次的第一次热处理后的氮化硅纤维织物质量增重＜2％；
S23，对经步骤S22处理后的氮化硅纤维织物在1000℃下进行第二次热处理，第二次热处理的处理气氛为1:1的氮气/氩气，第二次热处理的处理时间为2h。
本实施例还提供一种由本实施例的上述制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，所述耐高温透波陶瓷基复合材料以氮化硅纤维为增强相，以由环硼氮烷先驱体转换成的氮化硼为基体。
本实施例还对由本实施例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行高温TGA(热重分析)测试，测试结果表明在1500℃时，其失重为4.9％。
本实施例还对由本实施例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行1200℃下弯曲强度、介电性能测试，测试结果表明其拉伸强度为70MPa，介电常数为4.1，损耗角正切为5.2*10-3，线烧蚀速率0.047mm/s。
实施例2
本实施例提供一种耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将氮化硅纤维织物在丙酮溶液中完全浸泡12h，浸泡压强为0.5MPa，然后取出浸泡后的织物淋干溶剂后放入烘箱，于60℃干燥1h，然后将织物冷却到室温；
S21，将液体环硼氮烷先驱体转移到不锈钢浸渍容器中，完全浸渍经步骤S1处理后的氮化硅纤维织物，对不锈钢浸渍容器加压到10MPa，并保压1h，然后升温到70℃进行第一次热处理，第一次热处理时间为72h；
S22，循环步骤S21的上述高压浸渍处理和第一次热处理3次；经第3次的第一次热处理后的氮化硅纤维织物相比于经第2次的第一次热处理后的氮化硅纤维织物质量增重＜2％；
S23，对经步骤S22处理后的氮化硅纤维织物在1200℃下进行第二次热处理，第二次热处理的处理气氛为1:1的氮气/氨气，第二次热处理的处理时间为0.5h。
本实施例还提供一种由本实施例的上述制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，所述耐高温透波陶瓷基复合材料以氮化硅纤维为增强相，以由环硼氮烷先驱体转换成的氮化硼为基体。
本实施例还对由本实施例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行高温TGA(热重分析)测试，测试结果表明在1500℃时，其失重为3.8％。
本实施例还对由本实施例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行1200℃下弯曲强度、介电性能测试，测试结果表明其拉伸强度为63MPa，介电常数为4.9，损耗角正切为6.1*10-3，线烧蚀速率0.039mm/s。
实施例3
本实施例提供一种耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将氮化硅纤维织物在甲苯溶液中完全浸泡24h，浸泡压强为5MPa，然后取出浸泡后的织物淋干溶剂后放入烘箱，于110℃干燥3h，然后将织物冷却到室温；
S21，将液体环硼氮烷先驱体转移到不锈钢浸渍容器中，完全浸渍经步骤S1处理后的氮化硅纤维织物，对不锈钢浸渍容器加压到1MPa，并保压12h，然后升温到100℃进行第一次热处理，第一次热处理时间为36h；
S22，循环步骤S21的上述高压浸渍处理和第一次热处理6次；经第6次的第一次热处理后的氮化硅纤维织物相比于经第5次的第一次热处理后的氮化硅纤维织物质量增重＜2％；
S23，对经步骤S22处理后的氮化硅纤维织物在1300℃下进行第二次热处理，第二次热处理的处理气氛为氨气，第二次热处理的处理时间为1h。
本实施例还提供一种由本实施例的上述制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，所述耐高温透波陶瓷基复合材料以氮化硅纤维为增强相，以由环硼氮烷先驱体转换成的氮化硼为基体。
本实施例还对由本实施例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行高温TGA(热重分析)测试，测试结果表明在1500℃时，其失重为3.5％。
本实施例还对由本实施例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行1200℃下弯曲强度、介电性能测试，测试结果表明其拉伸强度为75MPa，介电常数为4.9，损耗角正切为5.1*10-3，线烧蚀速率0.037mm/s。
实施例4
本实施例提供一种耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将氮化硅纤维织物在乙酸乙酯溶液中完全浸泡18h，浸泡压强为2MPa，然后取出浸泡后的织物淋干溶剂后放入烘箱，于80℃干燥2h，然后将织物冷却到室温；
S21，将液体环硼氮烷先驱体转移到不锈钢浸渍容器中，完全浸渍经步骤S1处理后的氮化硅纤维织物，对不锈钢浸渍容器加压到6MPa，并保压6h，然后升温到60℃进行第一次热处理，第一次热处理时间为72h；
S22，循环步骤S21的上述高压浸渍处理和第一次热处理10次；经第9次的第一次热处理后的氮化硅纤维织物相比于经第8次的第一次热处理后的氮化硅纤维织物质量增重＜2％；
S23，对经步骤S22处理后的氮化硅纤维织物在1400℃下进行第二次热处理，第二次热处理的处理气氛为氮气，第二次热处理的处理时间为0.5h。
本实施例还提供一种由本实施例的上述制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，所述耐高温透波陶瓷基复合材料以氮化硅纤维为增强相，以由环硼氮烷先驱体转换成的氮化硼为基体。
本实施例还对由本实施例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行高温TGA(热重分析)测试，测试结果表明在1500℃时，其失重为4.2％。
本实施例还对由本实施例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行1200℃下弯曲强度、介电性能测试，测试结果表明其拉伸强度为70MPa，介电常数为4.1，损耗角正切为5.8*10-3，线烧蚀速率0.049mm/s。
实施例5
本实施例提供一种耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将氮化硅纤维织物在乙酸乙酯溶液中完全浸泡24h，浸泡压强为0.4MPa，然后取出浸泡后的织物淋干溶剂后放入烘箱，于80℃干燥2h，然后将织物冷却到室温；
S21，将液体环硼氮烷先驱体转移到不锈钢浸渍容器中，完全浸渍经步骤S1处理后的氮化硅纤维织物，对不锈钢浸渍容器加压到6MPa，并保压6h，然后升温到150℃进行第一次热处理，第一次热处理时间为12h；
S22，循环步骤S21的上述高压浸渍处理和第一次热处理5次；经第5次的第一次热处理后的氮化硅纤维织物相比于经第4次的第一次热处理后的氮化硅纤维织物质量增重＜2％；
S23，对经步骤S22处理后的氮化硅纤维织物在600℃下进行第二次热处理，第二次热处理的处理气氛为1:1的氨气/氩气，第二次热处理的处理时间为6h。
本实施例还提供一种由本实施例的上述制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，所述耐高温透波陶瓷基复合材料以氮化硅纤维为增强相，以由环硼氮烷先驱体转换成的氮化硼为基体。
本实施例还对由本实施例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行高温TGA(热重分析)测试，测试结果表明在1500℃时，其失重为4.9％。
本实施例还对由本实施例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行1200℃下弯曲强度、介电性能测试，测试结果表明其拉伸强度为70MPa，介电常数为5.1，损耗角正切为4.8*10-3，线烧蚀速率0.053mm/s。
对比例1
本对比例提供一种耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，其与实施例1的制备方法区别仅在于：本对比例省略步骤S1。
本对比例还提供一种由本对比例的上述制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，所述耐高温透波陶瓷基复合材料以氮化硅纤维为增强相，以由环硼氮烷先驱体转换成的氮化硼为基体。
本对比例还对由本对比例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行高温TGA(热重分析)测试，测试结果表明在1500℃时，其失重为9.3％。
本对比例还对由本对比例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行1200℃下弯曲强度、介电性能测试，测试结果表明其拉伸强度为50MPa，介电常数为8.6，损耗角正切为1.2*10-2，线烧蚀速率0.109mm/s。
对比例2
本对比例提供一种耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，其与实施例1的制备方法区别仅在于：本对比例省略步骤S21、S22中的高压浸渍处理。
本对比例还提供一种由本对比例的上述制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，所述耐高温透波陶瓷基复合材料以氮化硅纤维为增强相，以由环硼氮烷先驱体转换成的氮化硼为基体。
本对比例还对由本对比例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行高温TGA(热重分析)测试，测试结果表明在1500℃时，其失重为12.9％。
本对比例还对由本对比例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行1200℃下弯曲强度、介电性能测试，测试结果表明其拉伸强度为38MPa，介电常数为6.8，损耗角正切为9.8*10-3，线烧蚀速率0.102mm/s。
对比例3
本对比例提供一种耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将氮化硅纤维织物在乙酸乙酯溶液中完全浸泡18h，浸泡压强为2MPa，然后取出浸泡后的织物淋干溶剂后放入烘箱，于80℃干燥2h，然后将织物冷却到室温；
S21，将液体环硼氮烷先驱体转移到不锈钢浸渍容器中，完全浸渍经步骤S1处理后的氮化硅纤维织物，对不锈钢浸渍容器加压到0.5MPa，并保压2h，然后升温到180℃进行第一次热处理，第一次热处理时间为6h；
S22，循环步骤S21的上述高压浸渍处理和第一次热处理6次；
S23，对经步骤S22处理后的氮化硅纤维织物在1000℃下进行第二次热处理，第二次热处理的处理气氛为氮气，第二次热处理的处理时间为2h。
本实施例还提供一种由本实施例的上述制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，所述耐高温透波陶瓷基复合材料以氮化硅纤维为增强相，以由环硼氮烷先驱体转换成的氮化硼为基体。
本实施例还对由本实施例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行高温TGA(热重分析)测试，测试结果表明在1500℃时，其失重为7.2％。
本实施例还对由本实施例的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，进行1200℃下弯曲强度、介电性能测试，测试结果表明其拉伸强度为35MPa，介电常数为6.1，损耗角正切为8.6*10-3，线烧蚀速率0.092mm/s。
由上述实施例1-5，以及对比例1-3的测试结果可得知：采用本发明实施例1-5的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，相比于采用对比例1-3的制备方法制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料，其高温稳定性、高温力学性、高温介电性和耐烧蚀性能整体上更为优越。原因在于：本发明的耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，采用乙酸乙酯、丙酮或甲苯溶剂对氮化硅纤维织物表面进行浸润剂去除处理，经表面浸润剂去除处理后的氮化硅纤维织物，在增强氮化硼陶瓷基制备耐高温透波陶瓷基复合材料时，能够有效改善氮化硅纤维与氮化硼基体的界面结合情况，进而提高氮化硅纤维织物对陶瓷基体的增强效果；本发明的耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，用环硼氮烷先驱体对处理后的氮化硅纤维织物进行高压浸渍处理和热处理，能够使环硼氮烷先驱体经高压原位有机向无机的转变反应制备耐高温透波的氮化硼基体，结合超高温透波特性的氮化硅纤维，所制备得到的耐高温透波陶瓷基复合材料为二元体系的超高温透波陶瓷基复合材料；本发明的耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，对处理后的氮化硅纤维织物进行高压浸渍处理和第一次热处理，循环该高压浸渍处理和第一次热处理步骤3-10次后，再进行第二次热处理。其构建了一种适于环硼氮烷先驱体转变成氮化硼基体并用于氮化硅纤维织物的增强体系，有助于提高环硼氮烷先驱体转变成氮化硼基体的产率，并提高氮化硼基体与氮化硅纤维的结合效率；更进一步地，本发明高压浸渍处理的压力为1～10MPa，单次处理时间为1～12h，第一次热处理的温度为60～150℃，单次处理时间为12～72h；而且本发明第二次热处理的温度为600～1400℃，处理时间为0.5～6h，其协同作用上述多次循环的高压浸渍处理和第一次热处理，使通过该制备方法最终制得的耐高温透波陶瓷基复合材料的高温稳定性、高温力学性、高温介电性和耐烧蚀性能显著提高；相邻两次第一次热处理后氮化硅纤维织物的质量增重＜2％，确保环硼氮烷先驱体转变成氮化硼基体的产率、以及氮化硼基体与氮化硅纤维的结合效率为最佳。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种耐高温透波陶瓷基复合材料，其特征在于，所述耐高温透波陶瓷基复合材料以氮化硅纤维为增强相，以氮化硼为基体；所述氮化硼由环硼氮烷作为先驱体转换而成。
2.一种制备如权利要求1所述的耐高温透波陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：取氮化硅纤维织物，并对所述氮化硅纤维织物表面进行浸润剂去除处理；
步骤(2)：用环硼氮烷先驱体对经步骤(1)处理后的氮化硅纤维织物进行高压浸渍处理和热处理，即得所述耐高温透波陶瓷基复合材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，浸润剂去除处理所采用的溶剂选自乙酸乙酯、丙酮或甲苯中的任意一种或多种。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，浸润剂去除处理的具体步骤为：将氮化硅纤维织物在所述溶剂中进行浸泡处理后进行干燥处理；其中，浸泡处理的压强为0.4～5MPa，浸泡处理的时间为12～24h；干燥处理的温度为60～110℃，干燥处理的时间1～3h。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，高压浸渍处理和热处理的具体步骤为：
步骤(21)：用环硼氮烷先驱体对经步骤(1)处理后的氮化硅纤维织物进行高压浸渍处理和第一次热处理；
步骤(22)：循环步骤(21)所述的高压浸渍处理和第一次热处理3-10次；
步骤(23)：对经步骤(22)处理后的氮化硅纤维织物进行第二次热处理。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(22)中，当相邻两次第一次热处理后的氮化硅纤维织物的质量增重＜2％时，结束所述高压浸渍处理和第一次热处理的循环。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述高压浸渍处理的压力为1～10MPa，单次处理时间为1～12h。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一次热处理的温度为60～150℃，单次处理时间为12～72h。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第二次热处理的温度为600～1400℃，处理时间为0.5～6h。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第二次热处理在氮气、氨气、氩气中的任意一种或多种气氛中进行。
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