CN114195540A - 一种缝合复合材料的制备方法及缝合复合材料 - Google Patents
一种缝合复合材料的制备方法及缝合复合材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114195540A CN114195540A CN202111580354.4A CN202111580354A CN114195540A CN 114195540 A CN114195540 A CN 114195540A CN 202111580354 A CN202111580354 A CN 202111580354A CN 114195540 A CN114195540 A CN 114195540A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sewing
- composite material
- silicon carbide
- carbide fiber
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000009958 sewing Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 37
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 241001409896 Hirundapus Species 0.000 claims abstract description 5
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 13
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 239000005055 methyl trichlorosilane Substances 0.000 claims description 5
- JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N methyltrichlorosilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)Cl JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 5
- 229920003257 polycarbosilane Polymers 0.000 claims description 5
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000011825 aerospace material Substances 0.000 claims 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 29
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000011153 ceramic matrix composite Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012700 ceramic precursor Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000004826 seaming Methods 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 2
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
- C04B35/83—Carbon fibres in a carbon matrix
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
- C04B35/62844—Coating fibres
- C04B35/62857—Coating fibres with non-oxide ceramics
- C04B35/6286—Carbides
- C04B35/62863—Silicon carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
- C04B35/62844—Coating fibres
- C04B35/62857—Coating fibres with non-oxide ceramics
- C04B35/62873—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5252—Fibers having a specific pre-form
- C04B2235/5256—Two-dimensional, e.g. woven structures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6562—Heating rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6567—Treatment time
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种缝合复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)缝合预制体:①将二维平纹碳化硅纤维布裁剪为方形；②将裁剪好的碳化硅纤维布表面喷涂一层不干胶，叠层平铺成铺层；③将铺层夹持，以缝合密度：针距×行距＝5mm×4mm缝合，缝合线为碳化硅纤维缝合线，相邻两行的针头与针尾之间的连线与水平方向的缝合线之间形成的角度基本为直角；④定型；2)化学气相沉积制备热解碳界面层；3)化学气相沉积制备碳化硅界面层；4)浸渍；5)高压固化；6)高温裂解；7)反复进行4)～6)步，直至预制体的重量变化小于设定值或目标值。本发明制成的缝合复合材料的层间剪切强度提高了60％。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷基复合材料制备领域，特别涉及一种缝合复合材料的制备方法及缝合复合材料。
背景技术
陶瓷基复合材料在航空航天及核裂变、核聚变领域具有广泛的应用潜力，连续纤维增韧的陶瓷基复合材料是目前的研究热点，其制备方法主要有：聚合物浸渍裂解工艺(Polymer Infiltration and Pyrolysis，PIP)、化学气相渗透工艺(Chemical VaporInfiltration,CVI)、纳米浸渍与瞬时共晶相工艺(Nan o-Infiltrated and TransientEutectoid,NITE)和反应浸渗工艺(Reaction I nfiltration，RI)等。
PIP工艺是用液态陶瓷前驱体浸渍纤维预制件(浸渍)，液态陶瓷前驱体交联固化(固化)，再经高温裂解(裂解)，转化为陶瓷基体，随后重复浸渍-固化-裂解过程而最终制得陶瓷基复合材料。
现有的陶瓷基复合材料层间性能较差，层间剪切强度较低。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种缝合复合材料的制备方法，该方法制备的缝合复合材料的层间剪切强度提高了60％。
一种缝合复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)缝合预制体:
①将二维平纹碳化硅纤维布裁剪为方形；
②将裁剪好的碳化硅纤维布表面喷涂一层不干胶，叠层平铺成铺层；
③将铺层夹持，以缝合密度：针距×行距＝5mm×4mm缝合，缝合线为碳化硅纤维缝合线，相邻两行的针头与针尾之间的连线与水平方向的缝合线之间形成的角度基本为直角；
④采用模具进行定型得到碳化硅纤维缝合预制体；
2)将1)制成的预制体进行化学气相沉积制备热解碳界面层；
3)将2)制成的预制体进行化学气相沉积制备碳化硅界面层；
4)将3)制成的预制件浸渍；
5)将4)浸渍后的预制件沥干进行高压固化；
6)将5)固化后的预制件高温裂解；
7)反复进行4)～6)步，直至预制体的重量变化小于设定值或目标值，完成复合材料的制备。
在本申请的一个或多个具体地实施方式中，所述2)中，沉积温度：700～1100℃，保温时间：3～6h，炉内压力：0.8～2kPa，先驱体为：丙烷，界面厚度为：60～800nm。
在本申请的一个或多个具体地实施方式中，所述3)中，沉积温度900～1200℃，保温时间10～20h，压力1～2kPa，先驱体为：甲基三氯硅烷，厚度为60～800nm。
在本申请的一个或多个具体地实施方式中，所述4)中，浸渍的浸渍液为聚碳硅烷先驱体溶液。
在本申请的一个或多个具体地实施方式中，所述4)中，真空度-0.07MPa，时间2～4h，压力2～6MPa，时间2～4h。
在本申请的一个或多个具体地实施方式中，所述5)中，固化温度200～400℃，固化压力3～5MPa，固化时间2～8h。
在本申请的一个或多个具体地实施方式中，所述6)中，高温裂解为在氮气气氛中以5～10℃/min的升温速率升至1000～1200℃，保温60～120min，自然降温至室温。
在本申请的一个或多个具体地实施方式中，所述设定值或目标值为1％。
本发明还提供一种缝合复合材料。
一种缝合复合材料，该缝合复合材料由上述的缝合复合材料的制备方法制备而成。
本发明还提供一种航空材料。
一种航空材料，其特征在于，该航空材料含有上述的缝合复合材料。
本发明的原理及有益效果在于：
本申请采用缝合线使多层二维织物结合成准三维立体织物或使分离的数片织物连接成整体结构形成缝合预制体。与预制体相比，缝合预制体主要具备以下特点：①可设计性强，缝合预制体的铺层方向，铺层距离和纤维结构等均可以进行优化组合，同时缝合方式和缝合区域也可以按需调整；②缝合对原纤维分布影响较小，而且通过缝合参数的合理设定可以获得一定程度的整体结构，并达到合理的均匀应力状态；③缝线可以承受大部分载荷，而且减少了周围树脂的应力集中，可以显著提高复合材料层间性能；④可高度自动化，目前已开发出用于提高缝合一致性和缝合效率的高度自动化缝合设备；⑤装配工艺优异，缝合作为一种连接技术，与复合材料其他连接技术(粘接、铆接等)相比，缝合复合材料整体性强，不易产生局部应力集中。
本申请制成的缝合复合材料，有效改善复合材料层间性能，缝合复合材料层间剪切强度最高可提高61.31％。缝线厚度方向的增强作用降低了缝合复合材料在剪切载荷下层间滑移，使复合材料具有更高的整体性。与只铺层不缝合预制体比较缝合预制体纤维体积含量高，大大的降低了复合材料的孔隙率。
附图说明
图1为本申请碳化硅纤维缝合预制体主视图。
图2为本申请碳化硅纤维缝合预制体俯视图；
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
一种缝合复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)缝合预制体:
①将二维平纹碳化硅纤维布裁剪为200mm*150mm的长方形；
②将裁剪好的碳化硅纤维布表面喷涂一层不干胶，叠层平铺成铺层，平铺厚度为3mm；
③将铺层平纹布使用缝合工装夹具夹持后，缝合密度：针距×行距＝5mm×4mm，将锥管刺入布内，并使用缝针将碳化硅纤维缝合线带入锥管，在缝针插入锥管的同时将锥管推出，缝合后得到缝合预制体；相邻两行的针头与针尾之间的连线与水平方向的缝合线之间形成的角度基本为直角。
④采用石墨模具进行定型得到碳化硅纤维缝合预制体。
现有技术中，纤维成预制体主要是靠编织技术，编织技术由于专业性较强，且复杂构件成型技术难度大，效率低下，不适合工业化生产复合材料。本申请③的该种缝合技术可以后期开发缝纫机实现批产，③的缝合技术不像线的缝合，拉不断。而且，因为纤维是很脆的，没有想象的那么容易进行缝合，而本申请通过将锥管刺入布内，并使用缝针将碳化硅纤维缝合线带入锥管，在缝针插入锥管的同时将锥管推出。
2)将1)制成的预制体放入化学气相沉积炉中制备热解碳界面层，沉积温度：700～1100℃，保温时间：3～6h，炉内压力：0.8～2kPa，先驱体为：丙烷，界面厚度为：60～800nm；
3)将2)制成的预制体放入化学气相沉积炉中制备碳化硅界面层，沉积温度：900～1200℃，保温时间：10～20h，炉内压力：1～2kPa，先驱体为：甲基三氯硅烷，厚度为：60～800nm；
4)将3)制成的预制件放入真空高压浸渍罐中，注入聚碳硅烷先驱体溶液液淹没预制件，抽真空-0.07MPa，保真空2～4h，加压至2～6MPa，保压2～4h；
5)将4)浸渍后的预制件取出沥干模具表面浸渍液，装入高压固化炉进行固化，固化温度：200～400℃，固化压力：3～5MPa，固化时间：2～8h；
6)将5)固化后的预制件装入高温裂解炉裂解中裂解，在氮气气氛中以5～10℃/min的升温速率升至1000～1200℃，保温60～120min，自然降温至室温；
7)反复进行4)～6)步，直至预制体的重量变化小于1％，完成复合材料的制备。
实施例1：
1)缝合预制体:
①将二维平纹碳化硅纤维布裁剪为200mm*150mm的长方形；
②将裁剪好的碳化硅纤维布表面喷涂一层不干胶，叠层平铺成铺层，平铺厚度为3mm；
③将铺层平纹布使用缝合工装夹具夹持后，缝合密度：针距×行距＝5mm×4mm，将锥管刺入布内，并使用缝针将碳化硅纤维缝合线带入锥管，在缝针插入锥管的同时将锥管推出，缝合后得到缝合预制体；
④采用石墨模具进行定型得到碳化硅纤维缝合预制体。
碳化硅纤维缝合预制体主视图如图1，俯视图如图2，其中，1为预制体，2为缝合线，图1和2中，相邻两行的针头与针尾之间的连线与水平方向的缝合线之间形成的角度基本为直角。
2)将1)制成的预制体放入化学气相沉积炉中制备热解碳界面层，先驱体为：丙烷，沉积温度：1000℃，保温时间：6h，炉内压力：1kPa，界面厚度为：200nm；
3)将2)制成的预制体放入化学气相沉积炉中制备碳化硅界面层，先驱体为：甲基三氯硅烷，沉积温度：1100℃，保温时间：10h，炉内压力：1kPa，厚度为：200nm；
4)将3)制成的预制件放入真空高压浸渍罐中，注入聚碳硅烷先驱体溶液液淹没预制件，抽真空-0.07MPa，保真空4h，加压至3MPa，保压2h；
5)将4)浸渍后的预制件取出沥干模具表面浸渍液，装入高压固化炉进行固化，固化温度：200℃，固化压力：5MPa，固化时间：3h；
6)将5)固化后的预制件装入高温裂解炉裂解中裂解，在氮气气氛中以5℃/min的升温速率升至1200℃，保温120min，自然降温至室温；
7)反复进行4)～6)步，直至预制体的重量变化小于1％，完成复合材料的制备。
对比实施例：
1)预制体:
①将二维平纹碳化硅纤维布裁剪为200mm*150mm的长方形；
②将裁剪好的碳化硅纤维布表面喷涂一层不干胶，叠层平铺成铺层，平铺厚度为3mm；
③采用石墨模具进行定型得到碳化硅纤维布铺层预制体。
2)将1)制成的预制体放入化学气相沉积炉中制备热解碳界面层，先驱体为：丙烷，沉积温度：1000℃，保温时间：6h，炉内压力：1kPa，界面厚度为：200nm；
3)将2)制成的预制体放入化学气相沉积炉中制备碳化硅界面层，先驱体为：甲基三氯硅烷，沉积温度：1100℃，保温时间：10h，炉内压力：1kPa，厚度为：200nm；
4)将3)制成的预制件放入真空高压浸渍罐中，注入聚碳硅烷先驱体溶液液淹没预制件，抽真空-0.07MPa，保真空4h，加压至3MPa，保压2h；
5)将4)浸渍后的预制件取出沥干模具表面浸渍液，装入高压固化炉进行固化，固化温度：200℃，固化压力：5MPa，固化时间：3h；
6)将5)固化后的预制件装入高温裂解炉裂解中裂解，在氮气气氛中以5℃/min的升温速率升至1200℃，保温120min，自然降温至室温；
7)反复进行4)～6)步，直至预制体的重量变化小于1％，完成复合材料的制备。
检测实施例：
分别取实施例1-3、对比实施例制成的复合材料进行对比检测，结果见下表1。
表1
从表1得知，本申请通过③的缝合技术技术，制备成复合材料的性能达到：表观密度2.29g/cm3、体积密度2.25g/cm3、显气孔率2.07％、RT拉伸强度193.23MPa、RT面内剪切强度89.49MPa、RT层间剪切强度29.55MPa、RT弯曲强度366.10MPa。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种缝合复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)缝合预制体:
①将二维平纹碳化硅纤维布裁剪为方形；
②将裁剪好的碳化硅纤维布表面喷涂一层不干胶，叠层平铺成铺层；
③将铺层夹持，以缝合密度：针距×行距＝5mm×4mm缝合，缝合线为碳化硅纤维缝合线，相邻两行的针头与针尾之间的连线与水平方向的缝合线之间形成的角度基本为直角；
④采用模具进行定型得到碳化硅纤维缝合预制体；
2)将1)制成的预制体进行化学气相沉积制备热解碳界面层；
3)将2)制成的预制体进行化学气相沉积制备碳化硅界面层；
4)将3)制成的预制件浸渍；
5)将4)浸渍后的预制件沥干进行高压固化；
6)将5)固化后的预制件高温裂解；
7)反复进行4)～6)步，直至预制体的重量变化小于设定值或目标值，完成复合材料的制备。
2.根据权1所述的缝合复合材料的制备方法，其特征在于，所述2)中，沉积温度：700～1100℃，保温时间：3～6h，炉内压力：0.8～2kPa，先驱体为：丙烷，界面厚度为：60～800nm。
3.根据权1-2任一所述的缝合复合材料的制备方法，其特征在于，所述3)中，沉积温度900～1200℃，保温时间10～20h，压力1～2kPa，先驱体为：甲基三氯硅烷，厚度为60～800nm。
4.根据权1-3任一所述的缝合复合材料的制备方法，其特征在于，所述4)中，浸渍的浸渍液为聚碳硅烷先驱体溶液。
5.根据权4所述的缝合复合材料的制备方法，其特征在于，所述4)中，真空度-0.07MPa，时间2～4h，压力2～6MPa，时间2～4h。
6.根据权1-5任一所述的缝合复合材料的制备方法，其特征在于，所述5)中，固化温度200～400℃，固化压力3～5MPa，固化时间2～8h。
7.根据权1-6任一所述的缝合复合材料的制备方法，其特征在于，所述6)中，高温裂解为在氮气气氛中以5～10℃/min的升温速率升至1000～1200℃，保温60～120min，自然降温至室温。
8.根据权1-7任一所述的缝合复合材料的制备方法，其特征在于：所述设定值或目标值为1％。
9.一种缝合复合材料，其特征在于，该缝合复合材料由权1-8任一所述的缝合复合材料的制备方法制备而成。
10.一种航空材料，其特征在于，该航空材料含有权9所述的缝合复合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111580354.4A CN114195540A (zh) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | 一种缝合复合材料的制备方法及缝合复合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111580354.4A CN114195540A (zh) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | 一种缝合复合材料的制备方法及缝合复合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114195540A true CN114195540A (zh) | 2022-03-18 |
Family
ID=80655964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111580354.4A Pending CN114195540A (zh) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | 一种缝合复合材料的制备方法及缝合复合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114195540A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114773077A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-07-22 | 沈阳科斯莫科技有限公司 | 一种复合碳化硅纤维硬质毡及其制备方法和应用 |
| CN116462513A (zh) * | 2023-03-08 | 2023-07-21 | 中国航空制造技术研究院 | 一种薄壁板类SiC/SiC复合材料构件的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106565261A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-04-19 | 中国航空工业集团公司基础技术研究院 | 一种先驱体浸渍裂解法制备SiC/SiC复合材料销钉的方法 |
| CN112079646A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-15 | 中国航空制造技术研究院 | 一种碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法 |
| CN113800915A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-12-17 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 一种高致密SiC/SiC复合材料及其制备方法 |
-
2021
- 2021-12-22 CN CN202111580354.4A patent/CN114195540A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106565261A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-04-19 | 中国航空工业集团公司基础技术研究院 | 一种先驱体浸渍裂解法制备SiC/SiC复合材料销钉的方法 |
| CN112079646A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-15 | 中国航空制造技术研究院 | 一种碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法 |
| CN113800915A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-12-17 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 一种高致密SiC/SiC复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 薛云飞等编著: "《先进金属基复合材料》", 北京：北京理工大学出版社, pages: 113 - 114 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114773077A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-07-22 | 沈阳科斯莫科技有限公司 | 一种复合碳化硅纤维硬质毡及其制备方法和应用 |
| CN116462513A (zh) * | 2023-03-08 | 2023-07-21 | 中国航空制造技术研究院 | 一种薄壁板类SiC/SiC复合材料构件的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114195540A (zh) | 一种缝合复合材料的制备方法及缝合复合材料 | |
| CN109384470B (zh) | 一种c/c复合材料的快速制备方法 | |
| CN108794040B (zh) | 一种基于熔融渗硅工艺的复合材料、碳/碳多孔体及其制备方法 | |
| CN108314458A (zh) | 一种高导热碳/碳复合材料的制备方法 | |
| CN106007767B (zh) | 一种混杂基体热结构c/c-mc复合材料及其制备方法 | |
| CN109251052B (zh) | 一种c/c复合材料及其制备方法 | |
| CN111996473B (zh) | 一种变结构超高温陶瓷基复合材料及其制备方法 | |
| CN103588496B (zh) | 一种改善二维碳/碳复合材料界面结合强度的方法 | |
| CN105835455B (zh) | 二维碳/硅-碳化硅复合材料销钉的制备方法 | |
| CN112898024B (zh) | 一种基于功能纤维梯度分布的吸波陶瓷翼舵类构件及其制备方法 | |
| CN112079646A (zh) | 一种碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法 | |
| CN111070726A (zh) | 纤维增强SiC基复合材料加筋承热结构的整体成型方法 | |
| CN113896557B (zh) | 一种C/ZrC-SiC复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN114163252A (zh) | 一种超高温碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法及超高温碳化硅陶瓷基复合材料 | |
| CN115057713B (zh) | 一种耐1500℃防隔热一体化复合结构陶瓷及制备方法 | |
| CN113121253B (zh) | 一种超高温C/SiHfBCN陶瓷基复合材料及其制备方法 | |
| CN107445638A (zh) | 一种碳/碳刹车盘的制备方法 | |
| CN110950662A (zh) | 一种陶瓷基复合材料及其制备方法 | |
| CN113896515A (zh) | 一种可调控热膨胀系数的复合材料及其制备方法 | |
| CN114671697A (zh) | 一种SiC/SiC复合材料复杂筋结构蒙皮的制备方法 | |
| CN110028329B (zh) | 一种高导热陶瓷基复合材料及其制备方法 | |
| CN109851382A (zh) | 一种C/C-TiC陶瓷基复合材料及原位反应法制备该陶瓷基复合材料的方法 | |
| CN107445641A (zh) | 一种碳刹车盘的制备方法 | |
| KR101956683B1 (ko) | 금속탄화물 필러 함유 섬유강화 세라믹 복합소재 제조방법 | |
| CN114455966B (zh) | 一种耐高温紧固件及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220318 |