CN112110739B - 一种三维高导热C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法 - Google Patents
一种三维高导热C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明针对传统C/C‑ZrC‑SiC复合材料存在导热率低的缺点，在碳纤维制备源头优化碳纤维预制体的工艺性，选取高导热的中间相沥青基碳纤维和少量PAN基碳纤维共同作为复合材料的增强体，采用细编穿刺法对低模态中间相沥青基碳纤维和PAN基碳纤维进行混编，结合化学气相渗透法、多阶段石墨化处理和先驱体浸渍热解法制备三维高导热C/C‑ZrC‑SiC复合材料。
Description
技术领域
本发明属于结构功能一体化复合材料技术领域。具体涉及一种高导热、耐烧蚀的C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法。
背景技术
超高温陶瓷改性C/C复合材料继承了C/C复合材料和超高温陶瓷的特性，具有轻质高强、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、耐烧蚀以及高温力学性能好等优异特性，是未来超高温环境下服役的理想候选材料。通过引入ZrC-SiC复相陶瓷组分所制备的C/C-ZrC-SiC复合材料在烧蚀时，ZrC-SiC复相陶瓷氧化生成的Zr-O-Si高温玻璃相可以有效地封填复合材料基体中的裂纹和孔洞，形成连续而致密的氧阻挡层，从而显著改善复合材料的热防护性能。
而由于高导热中间相沥青基碳纤维的模量很高，编织工艺性能差，预制体成型时极容易出现纤维损伤而导致最终复合材料的力学性能和导热性能明显降低。同时，随着高温服役环境越来越苛刻，传统的C/C-ZrC-SiC复合材料已经无法满足需求。因此如何可以提高C/C-ZrC-SiC的导热性能，使其既可保留传统C/C-ZrC-SiC复合材料优异的力学性能和高温性能，又可克服其导热系数低的缺点，进一步减小复合材料构件烧蚀使的热梯度和热应力集中，提高材料使用的可靠性，成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术不足，提供一种可用于高温结构部件的高导热C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法，该法制备的C/C-ZrC-SiC复合材料不仅具有较好的耐烧蚀性能，而且明显改善了复合材料的导热性能。
本发明提供了一种三维高导热C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法，
包括以下步骤：
将中间相沥青基碳纤维进行一维碳化，得到碳纤维I，然后将碳纤维I进行二级碳化，得到碳纤维II；将碳纤维II编织成碳布后，采用细编穿刺的法在Z向上使用PAN基碳纤维对所述碳布进行穿刺处理，得到三维碳纤维预制体I；
将三维碳纤维预制体I一级石墨化后，进行热解碳增密，得到多孔C/C复合材料骨架I，将多孔C/C复合材料骨架I进行二级石墨化多孔C/C复合材料骨架II；
采用先驱体I对所述多孔C/C复合材料骨架II进行一级浸渍热解增密得到多孔C/C复合材料骨架III，对所述多孔C/C复合材料骨架III进行三级石墨化后，采用先驱体II对所述多孔C/C复合材料骨架III进行二级浸渍热解法增密，即得所述C/C-ZrC-SiC复合材料；
所述先驱体I包括有机硅源；
所述先驱体II包括有机硅源和锆源。
所述一级碳化的温度为500～700℃。
所述碳纤维I的强度为0.30～0.45GPa。
所述碳纤维I的模量为8～50GPa。
所述二级碳化的温度为1000～1800℃。
所述碳纤维II的模量为100～300GPa。
所述碳纤维II的强度为1～2GPa。
所述碳布包括缎纹布。
所述缎纹布包括三，五或八枚缎纹布。
所述PAN基碳纤维选自T700，T800或M40J中的一种。
所述三维碳纤维预制体I的Z方向上PAN基碳纤维的含量为6～10vol％。
所述三维碳纤维预制体I的X方向上中间相沥青基碳纤维的含量为20～24vol％。
所述三维碳纤维预制体I的Y方向上中间相沥青基碳纤维的含量为20～24vol％。
所述一级石墨化的温度为2000～2200℃。
所述一级石墨化采用的气氛为惰性气氛。
所述惰性气氛包括氩气。
所述一级石墨化采用的升温速率为5～10℃/min。
所述一级石墨化的保温5～10min。
所述热解碳增密采用的碳源气体为C1～C4的气态烃。
所述热解碳增密采用的碳源气体为C1～C4的气态烃的混合物。
所述热解碳增密采用的碳源气体为天然气。
所述C1～C4的气态烃包括丙烯或丙烷。
所述热解碳增密采用的载气为氮气或氩气。
所述热解碳增密采用的气压为1～5kpa。
所述热解碳增密的反应温度为900～1100℃。
所述多孔C/C复合材料骨架I的密度为1.20～1.30g/cm-3。
所述二级石墨化的温度为2800～3100℃。
所述二级石墨化的气氛包括氩气。
所述二级石墨化的升温速率为5～10℃/min。
所述二级石墨化的保温时间为10～60min。
所述一级浸渍热解增密包括第二固化处理和第二陶瓷化处理。
所述一级固化温度为80～120℃，
所述一级固化时间为1～4h。
所述一级陶瓷化处理的气氛包括氮气或氩气。
所述一级陶瓷化的温度为1000～1500℃。
所述第二陶瓷化的升温速率为5～10℃/min。
所述多孔C/C复合材料骨架III的密度为1.30～1.40g/cm3。
所述先驱液I包有机硅源的浓度为1g/mL。
所述先驱液I采用的溶剂包括二甲苯。
所述有机硅源包括聚碳硅烷。
所述三级石墨化的温度为2000～2200℃。
所述三级石墨化的气氛为惰性气氛。
所述三级石墨化的升温速率为5～10℃/min。
所述三级石墨化的保温时间为10～60min。
所述先驱液II中有机硅源的浓度为0.6g/mL。
所述先驱液II中锆源的浓度为0.25g/mL。
所述先驱液I采用的溶剂包括二甲苯。
所述锆源包括乙酰丙酮锆。
所述第二浸渍热解增密包括第二固化处理和第二陶瓷化处理。
所述第二固化温度为80～120℃。
所述第二固化时间为1～4h。
所述第二陶瓷化处理的气氛包括氮气或氩气。
所述第二陶瓷化的温度为1400～1600℃。
所述第二陶瓷化的升温速率为5～10℃/min。
所述C/C-ZrC-SiC复合材料的密度大于2.01g/cm3。
所述C/C-ZrC-SiC复合材料X向的导热系数为150～250W/(m·K)。
所述C/C-ZrC-SiC复合材料Y向的导热系数为150～250W/(m·K)。
具体实施方式
本发明提供了一种C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将中间相沥青基碳纤维进行一维碳化，得到碳纤维I，然后将碳纤维I进行二级碳化，得到碳纤维II；将碳纤维II编织成碳布后，采用细编穿刺的法在Z向上使用PAN基碳纤维对所述碳布进行穿刺处理，得到三维碳纤维预制体I；将三维碳纤维预制体I一级石墨化后，进行热解碳增密，得到多孔C/C复合材料骨架I，将多孔C/C复合材料骨架I进行二级石墨化多孔C/C复合材料骨架II；采用先驱体I对所述多孔C/C复合材料骨架II进行一级浸渍热解增密得到多孔C/C复合材料骨架III，对所述多孔C/C复合材料骨架III进行三级石墨化后，采用先驱体II对所述多孔C/C复合材料骨架III进行二级浸渍热解法增密，即得所述C/C-ZrC-SiC复合材料；所述先驱体I包括有机硅源；所述先驱体II包括有机硅源和锆源。本发明先将沥青纺丝氧化后得到的中间相沥青碳纤维进行低温的一级碳化，得到低温碳纤维I后，再将低温碳纤维I进行高温的二级碳化，得到高温碳纤维II。对中间相沥青碳纤维进行两级碳化可调节碳纤维和模量和强度，使其在编织时不易发生损伤，同时还减小了碳布成型时的毛丝和后续热处理的体积收缩，最终减小了复合材料内部的热失配现象。本发明在制备所述复合材料的过程中对所述多孔C/C骨架I进行了碳化，以除去碳纤维在细编穿刺时残留在碳纤维表面的环氧树脂和胶水；其还可调节碳纤维的表面状态，使其沉积完热解碳后，碳纤维/热解碳界面结合性更好。本发明采用热解碳法在碳纤维表面引入热解碳，以制备碳纤维和热解碳构成的碳相骨架；该沉积有高织构的粗糙层热解碳的碳相骨架经过接下来的二级超高温石墨化后，其石墨化度更高，从而使所述复合材料具有很高的导热率，可构成所述复合材料的内部导热通路；而且，和引入树脂碳和沥青碳相比，引入沉积热解碳不会破坏碳纤维的结构。另一方面，本发明在碳相骨架上先通过一级先驱体浸渍热解对复合材料骨架内部残留的孔隙和裂纹封填SiC，然后再通过二级先驱体浸渍热解对复合材料骨架内部残留的孔隙和裂纹封填SiC和ZrC；这样得到的ZrC-SiC复相陶瓷不但是优良的耐烧蚀组元，而且其液相前驱体陶瓷化后产生的多晶界、微孔和界面脱附等现象少，使得上述结构缺陷引起散射声子的作用变弱，进而对复合材料的导热起到消极作用也同时减弱。另外，由于高导热C/C-ZrC-SiC复合材料中热解碳的石墨化程度更高，本发明制备得到的热解碳/ZrC-SiC复相陶瓷的界面还可减缓制务得到的复合材料的热不匹配现象。
本发明的某些具体实施方式中所述一级碳化采用的的温度为500～700℃。一级碳化后得到的碳纤维I的模量为8～50GPa，强度为0.30～0.45GPa。碳纤维的模量和强度均会随着热处理的温度升高和时间的增加而有所提高。进行一级低温碳化可赋予碳纤维一定强度以防止高温碳化对碳纤维进行牵伸时碳纤维直接断裂。
本发明的某些具体实施方式中所述二级碳化采用的温度为1000～1800℃。二级碳化得到的碳纤维II的模量为100～300GPa，强度为1～2GPa。二级高温碳化可消除碳纤维的“屈曲缺陷”，赋予碳纤维更高的强度。如果碳化温度过低，虽然碳纤维模量低，但强度偏低，后续编织过程中易损伤；如果碳化温度过高，虽然强度提高了，但模量增加的更大，其丝柔韧性急剧下降，编织性能也随之降低。
本发明的某些具体实施方式中编织得到的碳布为缎纹布。编织成其他纹布也可实现本发明所述技术方案。具体的，本发明某些具体实施方式中编织得到的缎纹布为三，五或八枚缎纹布。编织成其他类型的缎纹布也可实现本发明。
本发明的某些具体实施方式中，所述PAN基碳纤维选自T700，T800或M40J中的一种。采用其他各类的商品化的PAN基碳纤维也可实现本发明。
本发明的某些具体实施方式中所述多孔C/C骨架I的Z方向上，PAN基碳纤维的含量为6～10vol％。如果PAN基碳纤维含量过高，虽然层间力学性能较好，但X方向和Y方向导热性较低；而如果PAN基碳纤维含量过低，则层间力学性能较差。
本发明的某些具体实施方式中所述多孔C/C骨架I的X方向上，中间相沥青基碳纤维的含量为20～24vol％。X方向上中间相沥青基碳纤维含量过高，则Z向含量会低，进而导致层间力学性能降低；反之，X方向上中间相沥青基碳纤维含量过低会导致X方向导热性能降低。所述多孔C/C骨架I的Y方向上，中间相沥青基碳纤维的含量为20～24vol％。Y方向上中间相沥青基碳纤维含量过高，则Z向含量会低，进而导致层间力学性能降低；反之，X方向上中间相沥青基碳纤维含量过低会导致Y方向导热性能降低。
所述一级石墨化的温度为2000～2200℃。石墨化的温度过高会导致碳纤维/热解碳结合较差，过低会导致胶和环氧树脂的残留。所述一级石墨化采用的气氛为惰性气氛；所述惰性气氛包括氩气；所述一级石墨化采用的升温速率为5～10℃/min；所述一级石墨化的保温5～10min。
本发明的某些具体实施方式中，所述热解碳增密采用的碳源气体为C1～C4的气态烃；或者所述热解碳增密采用的碳源气体为C1～C4的气态烃的混合物；优选的，所述C1～C4的气态烃包括丙烯或丙烷；优选的，所述C1～C4的气态烃的混合物包括天然气；所述热解碳增密采用的载气为氮气或氩气；所述热解碳增密采用的气压为1～5kpa；所述热解碳增密的反应温度为900～1100℃；所述多孔C/C复合材料骨架I的密度为1.20～1.30g/cm-3。通过控制所述多孔C/C骨架II密度可控制热解碳的含量，以防止热解碳的含量过高或过低。热解碳的含量过高会导致后续PIP时，先驱浸渍难度上升；热解碳的含量过低，则碳相体积分数低，导热网络的横截面积低，导致复合材料的导热性能不佳。
本发明的某些具体实施方式中，所述二级石墨化的温度为2800～3100℃；所述二级石墨化的气氛包括氩气；所述二级石墨化的升温速率为5～10℃/min；所述二级石墨化的保温时间为10～60min。石墨化的温度过低则石墨化度不够，进而导致复合材料的导热性能不佳。
本发明的某些具体实施方式中所述一级浸渍热解增密包括第一固化处理和第一陶瓷化处理；所述一级固化温度为80～120℃；所述一级固化时间为1～4h；所述一级陶瓷化处理的气氛包括氮气或氩气；所述一级陶瓷化的温度为1000～1500℃；所述第一陶瓷化的升温速率为5～10℃/min；所述多孔C/C复合材料骨架III的密度为1.30～1.40g/cm3；所述先驱液I包有机硅源的浓度为1g/mL；所述先驱液I采用的溶剂包括二甲苯；所述有机硅源包括聚碳硅烷。所述有机硅源在热解后可在碳骨架上沉积一层SiC，从而引入了一个梯度过渡C-SiC界面层，结合后续的陶瓷化过程大大缓解了物相之间热不匹配造成的界面裂纹。
本发明的某些具体实施方式中所述三级石墨化的温度为2000～2200℃；所述三级石墨化的气氛为惰性气氛；所述三级石墨化的升温速率为5～10℃/min；所述三级石墨化的保温时间为10～60min。
本发明的某些具体实施方式中，所述先驱液II中有机硅源的浓度为0.6g/mL；所述先驱液II中锆源的浓度为0.25g/mL；所述先驱液I采用的溶剂包括二甲苯；所述锆源包括乙酰丙酮锆。
本发明的某些具体实施方式中，所述第二浸渍热解增密包括第二固化处理和第二陶瓷化处理；所述第二固化温度为80～120℃；所述第二固化时间为1～4h；所述第二陶瓷化处理的气氛包括氮气或氩气；所述第二陶瓷化的温度为1400～1600℃；所述第二陶瓷化的升温速率为5～10℃/min。
本发明的某些具体实施方式中，所制备得到的C/C-ZrC-SiC复合材料的密度大于2.01g/cm3，复合材料致密度越高，其力学性能和热防护性能越好。
本发明的某些具体实施方式中，所制备得到的C/C-ZrC-SiC复合材料X向的导热系数为150～250W/(m·K)。
本发明的某些具体实施方式中，所制备得到的C/C-ZrC-SiC复合材料Y向的导热系数为150～250W/(m·K)。
本具体实例方式与现有技术比具有以下积极效果：
1、本发明利用细编穿刺法把低模态中间相沥青基碳纤维缎纹布和PAN基碳纤维混编制备碳纤维预制体，结合后续的热处理工艺克服了高导热、高模量中间相沥青基碳纤维可编织性能差的特点，既保证了C/C-ZrC-SiC复合材料在特定方向上具备较高的导热系数，又兼顾了复合材料的层间强度，是理想的结构功能一体化材料。
2、本发明在一次陶瓷化后利用石墨化过程优化热解碳/SiC陶瓷相之间的界面结合状态，引入了一个梯度过渡C-SiC界面层，结合后续的陶瓷化过程大大缓解了物相之间热不匹配造成的界面裂纹。
下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述。
本具体实施方式：所述的中间相沥青基碳纤维通过熔融纺丝、不熔化、热处理的工艺得到连续长丝，经过预氧化和碳化后制得。实施例中不再赘述。
实施例1
(1)对中间相沥青碳纤维于500℃下进行一级碳化得到模量为8GPa，强度为0.30GPa碳纤维I，然后对碳纤维I于1000℃下进行二级碳化处理，调节碳纤维的模量为100GPa和强度为1GPa得到碳纤维II，把碳纤维II编织成五枚缎纹布后，采用细编穿刺法，采用商用的高强高模的T700型PAN基碳纤维在Z向上对碳布进行穿刺，得到多孔C/C骨架I，所制备的多孔C/C骨架I的Z方向上PAN基碳纤维的含量为6vol％，X、Y方向上中间相沥青基碳纤维的含量为20vol％。
(2)将多孔C/C骨架I以5℃/min的升温速率升温至2000℃后保温5min以进行一级石墨化，采用的气氛为氩气；然后采用丙烯为碳源气体，氩气为载气在气压为1kPa，温度为900℃的条件下采用化学气相渗透法将热解碳引入多孔C/C骨架I，使其增密至1.20g/cm3得到多孔C/C骨架II；最后对多孔C/C骨架II以5℃/min的升温速率升温至2800℃后保温5min以进行二级石墨化处理。
(3)将100g聚碳硅烷溶于100ml二甲苯，得到先驱液I，采用先驱液I对多孔C/C复合材料骨架II进行浸渍后于80℃下固化4h；然后以5℃/min的升温速率于氮气气氛下升温至1000℃以进行陶瓷化处理，使多孔C/C复合材料骨架II增密至1.40g/cm3得到多孔C/C复合材料骨架III；对多孔C/C复合材料骨架III以5℃/min的升温速率氮气气氛下升温至2000℃后保温10min以进行三级石墨化；最后将120g和50g聚碳硅烷溶于100ml二甲苯，得到先驱液II，采用先驱液II对多孔C/C复合材料骨架III进行浸渍后于80℃下固化4h；然后以5℃/min的升温速率于氮气气氛下升温至1000℃以进行陶瓷化处理使其增密至2.02g/cm3，最终得到的高导热C/C-ZrC-SiC复合材料X或Y向的导热系数为150W/(m·K)，抗弯强度187MPa，2400℃水等离子烧蚀240s后，较由PAN基碳纤维制备得到的C/C-ZrC-SiC复合材料表面温度降低158℃，线性烧蚀速率为0.76×10-3mm/s。
实施例2
首先，使用中间相沥青基碳纤维低温丝作为原料，低温丝是通过600℃碳化得到，强度为0.38GPa，模量为35GPa；对中间相沥青基碳纤维低温丝进行1500℃高温碳化处理，调节碳纤维的模量220GPa和强度1.6GPa，把上述中间相沥青基碳纤维编织成五枚缎纹碳布；然后利用细编穿刺的方法制备三维碳纤维预制体，在Z向上使用M40J碳纤维对上述中间相沥青基碳纤维碳布进行穿刺处理，所制备的三维细编穿刺碳纤维预制体Z方向上PAN基碳纤维的含量为8vol％，X、Y方向上中间相沥青基碳纤维的含量为22vol％。
其次，对上述碳纤维预制体进行2100℃石墨化，气氛为氩气，升温速率为8℃/min，保温8min；石墨化后进行一次增密处理，通过化学气相渗透引入热解碳，增密至1.26g/cm-3得到多孔C/C复合材料骨架，碳源气体为天然气，载气为氩气，气压为3kpa，反应温度为1000℃；对上述多孔C/C复合材料骨架进行3000℃的石墨化处理，气氛为氩气，升温速率为8℃/min，保温30min。
最后，通过先驱体浸渍热解法对上述多孔C/C复合材料骨架进行一次SiC增密，先驱体选用聚碳硅烷的二甲苯溶液，具体为100g聚碳硅烷溶于100ml二甲苯，溶液浸渍后固化，固化温度为100℃，固化时间为2h；固化后进行陶瓷化处理，气氛为氩气，陶瓷化温度为1300℃，升温速率为8℃/min，增密至1.35g/cm3；对上述SiC增密后的C/C复合材料骨架后进行2100℃石墨化，升温速率为8℃/min，保温30min，气氛为氩气；2100℃石墨化处理后继续进行多循环SiC陶瓷增密，ZrC-SiC陶瓷增密，具体为120g聚碳硅烷和50g有机锆聚合物溶于200ml二甲苯，溶液浸渍后固化，固化温度为100℃，固化时间为2h；固化后进行陶瓷化处理，气氛为氩气，陶瓷化温度为1400℃，升温速率为8℃/min，增密至2.09g/cm3以上，最终得到的高导热C/C-ZrC-SiC复合材料X或Y向的导热系数为208W/(m·K)，抗弯强度168MPa，2400℃水等离子烧蚀240s后，较由PAN基碳纤维制备得到的C/C-ZrC-SiC复合材料表面温度降低185℃，线性烧蚀速率为0.61×10-3mm/s。
实施例3
首先，使用中间相沥青基碳纤维低温丝作为原料，低温丝是通过700℃碳化得到，强度为0.45GPa，模量为50GPa；对中间相沥青基碳纤维低温丝进行1800℃高温碳化处理，调节碳纤维的模量为280GPa和强度为2.01GPa，把上述中间相沥青基碳纤维编织成八枚缎纹碳布；然后利用细编穿刺的方法制备三维碳纤维预制体，在Z向上使用T800碳纤维对上述中间相沥青基碳纤维碳布进行穿刺处理，所制备的三维细编穿刺碳纤维预制体Z方向上PAN基碳纤维的含量为6vol％，X、Y方向上中间相沥青基碳纤维的含量为23vol％。
其次，对上述碳纤维预制体进行2200℃石墨化，气氛为Ar气氛，升温速率为10℃/min，保温10min；石墨化后进行一次增密处理，通过化学气相渗透引入热解碳，增密至1.30g/cm-3得到多孔C/C复合材料骨架，碳源气体为丙烷，载气为氩气，气压为1.5kpa，反应温度为1100℃；对上述多孔C/C复合材料骨架进行3100℃石墨化处理，气氛为氩气，升温速率为5-10℃/min，保温60min。
最后，通过先驱体浸渍热解法对上述多孔C/C复合材料骨架进行一次SiC增密，先驱体选用聚碳硅烷的二甲苯溶液，具体为100g聚碳硅烷溶于100ml二甲苯，溶液浸渍后固化，固化温度为80-120℃，固化时间为1-4h；固化后进行陶瓷化处理，气氛为氮气，陶瓷化温度为1500℃，升温速率为10℃/min，增密至1.39g/cm3；对上述一次SiC增密后的C/C复合材料骨架后进行2200℃石墨化，升温速率为10℃/min，保温50min，气氛为氩气；2200℃石墨化处理后继续进行多循环SiC陶瓷增密，具体为120g聚碳硅烷和50g有机锆聚合物溶于200ml二甲苯，溶液浸渍后固化，固化温度为110℃，固化时间为1h；固化后进行陶瓷化处理，气氛为氮气，陶瓷化温度为1600℃，升温速率为10℃/min，增密至2.15g/cm3，最终得到的高导热C/C-ZrC-SiC复合材料X或Y向的导热系数为246W/(m·K)，抗弯强度172MPa，2400℃水等离子烧蚀240s后，较由PAN基碳纤维制备得到的C/C-ZrC-SiC复合材料表面温度降低218℃，线性烧蚀速率为0.42×10-3mm/s。
Claims (10)
1.一种三维C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
包括以下步骤：
将中间相沥青基碳纤维进行一级碳化，得到碳纤维I，然后将碳纤维I进行二级碳化，得到碳纤维II；将碳纤维II编织成碳布后，采用细编穿刺的法在Z向上使用PAN基碳纤维对所述碳布进行穿刺处理，得到三维碳纤维预制体I；
将三维碳纤维预制体I一级石墨化后，进行热解碳增密，得到多孔C/C复合材料骨架I，将多孔C/C复合材料骨架I进行二级石墨化得到多孔C/C复合材料骨架II；采用先驱体I对所述多孔C/C复合材料骨架II进行一级浸渍热解增密得到多孔C/C复合材料骨架III，对所述多孔C/C复合材料骨架III进行三级石墨化后，采用先驱体II对所述多
孔C/C复合材料骨架III进行二级浸渍热解法增密，即得所述C/C-ZrC-SiC复合材料；
所述先驱体I包括有机硅源；
所述先驱体II包括有机硅源和锆源；
所述一级碳化的温度为500～700℃；
所述二级碳化的温度为1000～1800℃；
所述一级石墨化的温度为2000～2200℃；
所述二级石墨化的温度为2800～3100℃；
所述三级石墨化的温度为2000～2200℃。
2.如权利要求1所述的三维C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
所述碳纤维I的强度为0.30～0.45GPa；
所述碳纤维I的模量为8～50GPa；
所述碳纤维II的模量为100～300GPa；
所述碳纤维II的强度为1～2GPa；
所述碳布包括缎纹布；
所述缎纹布包括三，五或八枚缎纹布；
所述PAN基碳纤维选自T700，T800或M40J中的一种。
3.如权利要求1所述的三维C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
所述三维碳纤维预制体I的Z方向上PAN基碳纤维的含量为6-10vol％；
所述三维碳纤维预制体I的X方向上中间相沥青基碳纤维的含量为20-24vol％；
所述三维碳纤维预制体I的Y方向上中间相沥青基碳纤维的含量为20-24vol％。
4.如权利要求1所述的三维C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
所述一级石墨化采用的气氛为惰性气氛；
所述惰性气氛包括氩气；
所述一级石墨化采用的升温速率为5～10℃/min；
所述一级石墨化的保温5～10min。
5.如权利要求1所述的三维C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
所述热解碳增密采用的碳源气体为C1～C4的气态烃；或者
所述热解碳增密采用的碳源气体为C1～C4的气态烃的混合物；或者
所述热解碳增密采用的碳源气体为天然气；
所述C1～C4的气态烃包括丙烯或丙烷；
所述热解碳增密采用的载气为氮气或氩气；
所述热解碳增密采用的气压为1～5kPa；
所述热解碳增密的反应温度为900～1100℃；
所述多孔C/C复合材料骨架I的密度为1.20～1.30g/cm3。
6.如权利要求1所述的三维C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
所述二级石墨化的气氛包括氩气；
所述二级石墨化的升温速率为5～10℃/min；
所述二级石墨化的保温时间为10～60min。
7.如权利要求1所述的三维C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
所述一级浸渍热解增密包括第一固化处理和第一陶瓷化处理；
所述第一固化温度为80～120℃，
所述第一固化时间为1～4h；
所述第一陶瓷化处理的气氛包括氮气或氩气；
所述第一陶瓷化的温度为1000～1500℃；
所述第一陶瓷化的升温速率为5～10℃/min；
所述多孔C/C复合材料骨架III的密度为1.30～1.40g/cm3；
所述先驱体I有机硅源的浓度为1g/mL；
所述先驱体I采用的溶剂包括二甲苯；
所述有机硅源包括聚碳硅烷。
8.如权利要求1所述的三维C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
所述三级石墨化的气氛为惰性气氛；
所述三级石墨化的升温速率为5～10℃/min；
所述三级石墨化的保温时间为10～60min。
9.如权利要求1所述的三维C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
所述先驱体II中有机硅源的浓度为0.6g/mL；
所述先驱体II中锆源的浓度为0.25g/mL；
所述先驱液II采用的溶剂包括二甲苯；
所述锆源包括乙酰丙酮锆；
所述二级浸渍热解增密包括第二固化处理和第二陶瓷化处理；
所述第二固化温度为80～120℃；
所述第二固化时间为1～4h；
所述第二陶瓷化处理的气氛包括氮气或氩气；
所述第二陶瓷化的温度为1400～1600℃；
所述第二陶瓷化的升温速率为5～10℃/min。
10.如权利要求1所述的三维C/C-ZrC-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：
所述C/C-ZrC-SiC复合材料的密度大于2.01g/cm3；
所述C/C-ZrC-SiC复合材料X向的导热系数为150～250W/(m·K)；
所述C/C-ZrC-SiC复合材料Y向的导热系数为150～250W/(m·K)。
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19834018C1 (de) * | 1998-07-28 | 2000-02-03 | Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt | Verfahren zum Erzeugen einer Siliziumkarbid enthaltenden Schutzschicht |
| CN103408315A (zh) * | 2013-08-09 | 2013-11-27 | 航天材料及工艺研究所 | 一种三维中间相沥青基高热导率碳/碳复合材料及其制备工艺 |
| CN103722823A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-04-16 | 太仓派欧技术咨询服务有限公司 | 一种C/C-SiC-ZrC陶瓷基复合材料及其制备方法 |
| CN103738012A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-04-23 | 太仓派欧技术咨询服务有限公司 | 一种SiC/ZrC叠层分布的陶瓷基复合材料的制备方法 |
| CN105884389A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-08-24 | 李永军 | 一种低成本密度梯度c/c-sic复合材料的制备方法 |
| CN105967715A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-09-28 | 湖南大学 | 一种高导热炭/炭复合材料的制备方法 |
| CN106045550A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-10-26 | 西北工业大学 | SiC‑ZrC梯度改性碳/碳复合材料的制备方法 |
| CN106083114A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-11-09 | 苏州赛力菲陶纤有限公司 | 一种C/C‑ZrC‑SiC陶瓷基复合材料刹车盘及其制备方法 |
| CN107879758A (zh) * | 2016-09-30 | 2018-04-06 | 中国科学院金属研究所 | 一种三明治结构C/C‑SiC复合材料及其制备方法 |
| CN108117412A (zh) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 中国科学院金属研究所 | 一种层叠结构C/C-SiC-ZrB2复合材料及其制备方法 |
| CN108314458A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-07-24 | 西安天运新材料科技有限公司 | 一种高导热碳/碳复合材料的制备方法 |
| CN109320278A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-02-12 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 一种热疏导陶瓷基复合材料及其制备方法 |
-
2020
- 2020-08-28 CN CN202010891835.6A patent/CN112110739B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19834018C1 (de) * | 1998-07-28 | 2000-02-03 | Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt | Verfahren zum Erzeugen einer Siliziumkarbid enthaltenden Schutzschicht |
| CN103408315A (zh) * | 2013-08-09 | 2013-11-27 | 航天材料及工艺研究所 | 一种三维中间相沥青基高热导率碳/碳复合材料及其制备工艺 |
| CN103722823A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-04-16 | 太仓派欧技术咨询服务有限公司 | 一种C/C-SiC-ZrC陶瓷基复合材料及其制备方法 |
| CN103738012A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-04-23 | 太仓派欧技术咨询服务有限公司 | 一种SiC/ZrC叠层分布的陶瓷基复合材料的制备方法 |
| CN105884389A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-08-24 | 李永军 | 一种低成本密度梯度c/c-sic复合材料的制备方法 |
| CN105967715A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-09-28 | 湖南大学 | 一种高导热炭/炭复合材料的制备方法 |
| CN106045550A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-10-26 | 西北工业大学 | SiC‑ZrC梯度改性碳/碳复合材料的制备方法 |
| CN106083114A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-11-09 | 苏州赛力菲陶纤有限公司 | 一种C/C‑ZrC‑SiC陶瓷基复合材料刹车盘及其制备方法 |
| CN107879758A (zh) * | 2016-09-30 | 2018-04-06 | 中国科学院金属研究所 | 一种三明治结构C/C‑SiC复合材料及其制备方法 |
| CN108117412A (zh) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 中国科学院金属研究所 | 一种层叠结构C/C-SiC-ZrB2复合材料及其制备方法 |
| CN108314458A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-07-24 | 西安天运新材料科技有限公司 | 一种高导热碳/碳复合材料的制备方法 |
| CN109320278A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-02-12 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 一种热疏导陶瓷基复合材料及其制备方法 |
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