CN115340379A - 一种高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维及其制备方法和应用，该陶瓷纤维的制备方法如下以氯硅烷、三氯化硼和MMN为原料，先制备液态聚硼硅氮烷，然后在150～220℃的温度下反应得到固态聚硼硅氮烷聚合物，将固态聚硼硅氮烷聚合物进行熔融纺丝、不熔化处理得到高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维，所述硅硼碳氮陶瓷纤维的碳含量为30～45％，硅硼碳氮陶瓷纤维的耐温达到1500℃，在X波段(8～12GHz)，对雷达波段的吸收率大于‑10dB，可以作为陶瓷纤维增强吸波型陶瓷基复合材料的优良增强体，该复合材料用于军事设备的高温部位时，硅硼碳氮陶瓷纤维能够吸收雷达波，避免被敌方雷达所探测，达到较好的隐身效果。

Description

一种高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于特种陶瓷纤维领域，具体涉及一种高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维及其制备方法和应用。
背景技术
空间探测技术的发展和防御体系的升级，对飞行器等装备突防和战场生存提出了严峻挑战，降低飞机、导弹等大型武器装备信号特征的隐身技术，对于提高武器战场生存与突防能力有着非常重要的意义。
高速飞行的战斗机、巡航导弹等空中武器装备的尾喷管、鼻锥帽、机翼前沿等部件的温度可达到700℃甚至1000℃以上，在该温度下的部件对雷达波反射较强，容易被敌方雷达所探测，是影响武器装备隐身性能的重要因素。
目前，通常在高温部件表面设置吸波涂层和/或使用连续陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料制备高温下工作的部件。与吸波涂层相比，连续陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料集吸波、承载及防热于一体，不仅可以减轻飞行器自重，而且允许较大的设计厚度，具有更好的吸波性能以及更高的可靠性；其作为新一代武器装备的重要隐身材料，已经成为世界各国高温吸波材料研究的重点之一。
连续陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料不仅要求陶瓷基体具有良好的吸波性能，对陶瓷纤维的吸波性能也有较高的要求，与Cf、SiCf纤维相比，SiBCN纤维具有更优异的高温抗氧化性和可调的介电性能，能够作为新一代耐高温吸波材料的增强体。目前SiBCN陶瓷纤维主要通过陶瓷前驱体转化而来，所得到的SiBCN陶瓷及其纤维中的碳含量为10～25％，难以满足耐高温吸波材料对材料性能的要求。
公开号为CN106835358A的发明专利申请采用SiCl4、BCl3、CH3NH2为原料，经过共缩聚、氨解、聚合得到聚硼硅氮烷，然后经熔融纺丝、高温热解得到SiBCN陶瓷纤维，该方法制备陶瓷纤维的反应过程比较复杂，且所制备的陶瓷纤维中C含量最高为25％。
公开号为CN101269965A的发明专利申请采用CH3SiCl2、BCl3和六甲基二硅氮烷(MMN)为原料，经240～350℃高温处理，降温后减压蒸馏，冷却至室温得到可熔的聚硼硅氮烷前驱体，然后依次经熔融纺丝、不熔化处理、高温裂解制备得到SiBN(C)陶瓷纤维，该陶瓷纤维的C含量较低，为0.1～11.5％，且后处理温度较高。
Sneddon用硼烷或环硼氮烷对氢化聚硅氮烷改性得到SiBN(C)陶瓷纤维前驱体，然后经熔融纺丝、不熔化和热解处理得到SiBN(C)陶瓷纤维，该方法制备的陶瓷纤维中元素分布不均匀，而且C含量<20％，(Chem.Mater.,1993,5:547；1995,7:2203；1997,9:2218)。
Jansen以MMN、SiCl4和三氯化硼等为起始原料，经低温多步反应，首先合成单源前驱体，然后在胺解合成单源前驱体低聚物，低聚物在真空处理后得到N-甲基聚硼硅氮烷前驱体，经熔融纺丝、N2气氛下烧结得到SiBN(C)陶瓷纤维，这种制备方法成本高、过程复杂，且得到的陶瓷纤维中碳含量<15％。(Mat.Res.Soc.Symp.Proc.1992,271:821)
上述陶瓷纤维的制备温度较高，吸波性能较差，达不到较好的隐身效果。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维及其制备方法和应用，该陶瓷纤维的碳含量较高，具有优良的吸波性能，能够使包含它的部件达到较好的隐身效果。
一种高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维，其碳含量为30～45％，优选地，碳含量为32～42％，优选地，碳含量为35～40％，优选地，碳含量为36～38％，作为实例，碳含量为30％、32％、35％、38％、42％、45％。
根据本发明，所述高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维单丝直径为11～15μm，室温拉伸强度1.5～1.8GPa，弹性模量为163～185GPa，在X波段(8-12GHz)反射率超过-10dB，耐高温性能不低于1200℃，优选大于1300℃，更优选地，大于等于1500℃。
一种高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维的制备方法，包括以下步骤：
以氯硅烷、三氯化硼和MMN(六甲基二硅氮烷)为原料，先制备液态聚硼硅氮烷，然后在150～220℃的温度下反应得到固态聚硼硅氮烷聚合物(简称SiBCN前驱体聚合物)，将SiBCN前驱体聚合物进行熔融纺丝、不熔化处理得到高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维。
根据本发明，所述氯硅烷的分子式为R1R2SiCl2，其中，R1、R2相同或不同，且R1和R2中至少含有一个烯烃基团，R1、R2彼此独立地选自下列基团：H、C1-8烷基、C2-4烯烃基。
C1-8烷基应理解为优选表示具有1～8个碳原子的直连或支链饱和一价烃基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基，优选地，所述基团具有1、2或3个碳原子(“C1-3烷基”)，例如甲基、乙基、正丙基或异丙基。
C2-4烯烃基应理解为优选表示直链或支链的烯烃基，其包含一个或两个双键并且具有1～4个碳原子，所述烯基是例如乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、(E)-2-甲基乙烯基、(Z)-2-甲基乙烯基、(E)-丁-2-烯基、(Z)-丁-2-烯基、(E)-丁-1-烯基、(Z)-丁-1-烯基、异丙烯基、2-甲基丙-2-烯基、1-甲基丙-2-烯基、2-甲基丙-1-烯基、(E)-1-甲基丙-1-烯基、(Z)-1-甲基丙-1-烯基。
根据本发明，所述氯硅烷、三氯化硼、MMN的摩尔比为1:0.8-2.0:4-15，优选地，为1:1-1.8:5-12，更优选地，为1:1.2-1.5:7-10，最优选地，为1:1.5:8，具体的，为1:1:4、1:1.2:8、1:1.4:10、1:1.5:11、1:1.8:12、1:1.5:8。
根据本发明，所述制备液体聚硼硅氮烷的具体步骤包括：在惰性气氛保护下，向反应器中加入例如上述比例的氯硅烷、三氯化硼、二硅氮烷，以及溶剂，在温度为-20～0℃的条件下搅拌混合1～4h，升温到180～250℃保温1～9小时，得到液态聚硼硅氮烷，优选地，所述溶剂为四氢呋喃或正己烷。
根据本发明，所述将混合物升温的速率可以为0.5～10℃/min，优选地，为0.5～8℃/min，优选地，为0.5～6℃/min，最优选地，为0.5～2℃/min，具体的，可以为0.5℃/min、1℃/min、1.5℃/min、2℃/min、2.5℃/min、3℃/min、3.5℃/min、4℃/min、4.5℃/min、5℃/min、5.5℃/min、6℃/min、6.5℃/min、7℃/min、7.5℃/min、8℃/min、8.5℃/min、9℃/min、9.5℃/min、10℃/min。
根据本发明，由所述液体聚硼硅氮烷制备固态聚硼硅氮烷聚合物具体步骤包括：将保温结束后的液体聚硼硅氮烷置于温度为150～220℃下真空处理0.5～4h，然后冷却到室温，获得固态聚硼硅氮烷聚合物。
优选地，所述真空处理的真空度可以为表压100～1000Pa，优选200～800Pa，更优选300～700Pa，最优选400～600Pa；真空处理时间优选为1～3h，优选地，为1.5～2.5h，具体的，可以为0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h。
根据本发明，所述将SiBCN前驱体聚合物进行熔融纺丝、不熔化处理得到高碳含量硅硼碳氮纤维具体包括以下步骤：
将SiBCN前驱体聚合物置于熔融纺丝设备中，在120～180℃的条件下真空脱泡2～4h，然后在温度为90～130℃、压力为4～8MPa、卷丝速度为50～100m/min的条件下纺丝，得到SiBCN前驱体原丝纤维，将SiBCN前驱体原丝纤维在惰性气氛下置于三甲基氯硅烷(或三氯化硼或氨气)中处理10～30min得到不熔化的纤维，处理温度低于SiBCN前驱体原丝纤维软化点10～15℃。
将不熔化的纤维在温度为800～1200℃的惰性气氛中处理，得到高碳含量硅硼碳氮纤维，碳含量30～45％。
根据本发明，所述SiBCN前驱体原丝纤维在三甲基氯硅烷中处理的温度优选比SiBCN前驱体原丝纤维软化点低10～15℃；作为示例地，可以为比SiBCN前驱体原丝纤维软化点低10℃、10.5℃、11℃、11.5℃、12℃、12.5℃、13℃、13.5℃、14℃、14.5℃或15℃中的任意值。
根据本发明，所述SiBCN前驱体原丝纤维在三甲基氯硅烷中处理的温度为60～120℃，处理的时间为15～25min，优选地，为18～22min，作为示例地，可以为15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min、25min中的任意值。
根据本发明，所述真空脱泡的温度可以为100～120℃，真空脱泡的时间可以为2～4h中的任意时间，优选地，真空脱泡的温度为105～115℃，作为示例地，可以为105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃中的任意值。
根据本发明，所述纺丝温度可以为100～120℃，纺丝压力可以为4～8MPa中的任意压力，卷丝速度可以为60～90m/min，优选地，纺丝温度为105～115℃，作为示例地，可以为105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃；纺丝压力可以如4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa或8MPa；
优选地，卷丝速度为70～80m/min，作为示例地，可以为70m/min、71m/min、72m/min、73m/min、74m/min、75m/min、76m/min、77m/min、78m/min、79m/min、80m/min。
不熔化的纤维在惰性气氛下的处理温度可以为900～1100℃，优选地，为950～1050℃，优选地，为980～1000℃，所述惰性气氛为氮气、氩气、氦气，优选为氮气或氩气。
一种高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维增强陶瓷基体复合材料的制备方法，将上述方法制备的高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维作为陶瓷基体的增强体，通过浸渍热解方式制备陶瓷基复合材料。
一种陶瓷纤维增强的陶瓷基体复合材料，通过基体材料涂覆或浸渍于上述高碳含量碳硅硼碳氮陶瓷纤维表面，所述陶瓷基体至少部分均匀或者非均匀的覆盖在高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维表面。
优选地，所述高碳含量碳硅硼碳氮陶瓷纤维表面均匀的覆盖有陶瓷基体；优选地，所述高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维表面非均匀的覆盖有陶瓷基体；优选地，所述高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维表面至少50％的区域均匀且连续的覆盖有陶瓷基体，优选地，所述高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维表面100％的均匀覆盖有陶瓷基体。
优选地，所述陶瓷基体为氧化铝、氮化硅、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、硅碳氧、硅碳氮、硅硼碳氮或硅氮硼中的一种或多种。
一种高碳含量碳硅硼碳氮陶瓷纤维的用途，其用作武器装备的吸波材料；用作陶瓷、水泥、金属及高分子基复合材料的增强体。
优选地，用作用于高温管道、高温容器、高温设备、高温接头等的制备或者防护；优选地，用作制备高温防护衣、手套、头盔、鞋等的原料。
具体的，由于高碳含量碳硅硼碳氮陶瓷纤维具有耐高温和保温性能，因此，可以用作防火、隔热、保温材料的增强体，比如，用作制备高温防护衣、手套、头盔、鞋等的原料；由于高碳的碳硅硼碳氮陶瓷纤维具有吸波性能，因此，可用于武器装备上实现隐身，用于制作微波暗室，改善设备的电磁兼容性能等。
一种高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维增强的陶瓷基体复合材料的用途，其用于制备吸波材料或会遭遇高温的部件，优选地，其用于吸收雷达波段；优选地，其用于吸收X波段，例如，在武器装备隐身上的用途或在制作微波暗室中的用途。
优选地，用作制备发动机的尾喷管、航天飞机的鼻锥帽、机翼前缘等会遭遇高温的部件。
本发明的优点在于：
本发明使用含乙烯基氯硅烷、三氯化硼与六甲基二硅氮烷在温度低于250℃的条件下共缩合制备出可熔可溶的聚硅硼氮烷陶瓷前驱体，进一步通过该陶瓷前驱体制备的高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维碳含量大于30％。发明人意外的发现，当碳含量提高时，高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维的耐高温性能和吸波性能均得到极大的提高，在本申请的范围内，高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维中碳含量提高会抑制无定型结构的结晶，保证了纤维内部结构的均匀性，从而赋予材料在高温下具有良好的力学性能，使得本发明的高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维的耐温达到1500℃，在X波段(8～12GHz)，对雷达波段的吸收率超过-10dB，可以作为陶瓷纤维增强吸波型陶瓷基复合材料的优良增强体，该复合材料用于军事设备的高温部位时，陶瓷纤维能够吸收雷达波，避免被敌方雷达所探测，达到较好的隐身效果。
附图说明
图1为本发明实施例1中制备的高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维在设计厚度为3.6mm下的R-f曲线图。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的通式化合物及其制备方法和应用做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
实施例1
在N2气氛保护下，将充分干燥、氮气置换的装有机械搅拌、恒压滴液漏斗、回流冷凝管的500ml三口瓶反应器冷却到-20℃。
向反应瓶中加入0.2mol的甲基乙烯基二氯硅烷，200毫升1mol/L的三氯化硼正己烷溶液，向恒压滴液漏斗中加入1.65mol的MMN，将MMN滴加到反应瓶内，边滴加边搅拌，滴加完毕后反应4小时，然后以0.5℃/min的升温速率升温到250℃(正己烷已经蒸馏出去)，保温4小时，得到硼硅氮烷的低聚物。
在搅拌下将硼硅氮烷的低聚物在温度为150℃、真空度为100Pa的条件下搅拌处理4小时得到固态SiBCN陶瓷前驱体。将该固态SiBCN陶瓷前驱体置于熔融纺丝设备中，在温度为140℃的条件下真空脱泡2h，然后在温度为110℃、压力4MPa、卷丝速度为50m/min的条件下纺丝，得到SiBCN前驱体原丝纤维。
将该SiBCN前驱体原丝纤维置于温度为70℃的三甲基氯硅烷中处理30min，再向其中通入氨气处理得到不熔化的纤维。将不熔化的纤维置于温度为800℃的N2气氛中处理，得到高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维。经测定，本实施例制备的高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维的碳含量为41％、在X波段反射率均达到-11dB，纤维单丝直径12μm，室温拉伸强度1.7GPa,弹性模量175GPa，耐高温性能不低于1300℃。
实施例2
在N2气氛保护下，将充分干燥、氮气置换的装有机械搅拌、恒压滴液漏斗、回流冷凝管的1000ml三口瓶反应器冷却到0℃，向反应瓶中加入0.2mol的乙基乙烯基二氯硅烷，400毫升1mol/L的三氯化硼正己烷溶液，向恒压滴液漏斗中加入3mol的MMN。
将MMN滴加到反应瓶内，边滴加边搅拌，滴加完毕后反应2小时，然后以0.5℃/min的升温速率升温到200℃，保温2小时，得到硼硅氮烷的低聚物。
将硼硅氮烷的低聚物继续在温度为180℃、真空度为1000Pa的条件下处理2小时得到固态SiBCN陶瓷前驱体。将固态SiBCN陶瓷前驱体置于熔融纺丝设备中，在温度为180℃的条件下真空脱泡2h，然后在温度为130℃、压力为2MPa、卷丝速度为100m/min的条件下纺丝，得到SiBCN前驱体纤维。将SiBCN前驱体纤维置于温度为100℃的三甲基氯硅烷中处理10min，再向其中通入氨气处理得到不熔化的纤维。将不熔化的纤维在温度为1200℃的N2气氛中处理，得到高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维。经测定，本实施例制备的高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维的其碳含量为45％，在X波段反射率均达到-15dB，单丝直径15μm，室温拉伸强度1.5GPa，弹性模量163GPa。
实施例3
在N2气氛保护下，将充分干燥、氮气置换的装有机械搅拌、恒压滴液漏斗、回流冷凝管的1000ml三口瓶反应器冷却到-10℃，向反应瓶中加入0.2mol的乙烯基氢二氯硅烷，300毫升1mol/L的三氯化硼四氢呋喃溶液，向恒压滴液漏斗中加入2mol的MMN。
将MMN滴加到反应瓶内，边滴加边搅拌，滴加完毕后反应2小时，然后以0.5℃/min的升温速率升温到180℃，并保温2小时，得到硼硅氮烷的低聚物；将硼硅氮烷的低聚物继续在温度为220℃、真空度为200Pa的条件下处理4小时得到固态SiBCN陶瓷前驱体。
将固态SiBCN陶瓷前驱体置于熔融纺丝设备中，在温度为120℃的条件下真空脱泡2h，然后在温度为90℃、压力为2MPa、卷丝速度为80m/min的条件下纺丝，得到SiBCN前驱体纤维，将SiBCN前驱体纤维在置于温度为80℃的三甲基氯硅烷中处理20min，再向其中通入氨气处理，得到不熔化的纤维。将不熔化的纤维在温度为1000℃的N2气氛中处理，得到高碳含量硅硼碳氮纤维。
经测定，本实施例制备的高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维，其碳含量为30％，在X波段反射率均达到-11dB，单丝直径15μm,室温拉伸强度1.8GPa，弹性模量为185GPa，耐高温性能不低于1500℃。
实施例4
在N2气氛保护下，将充分干燥、氮气置换的装有机械搅拌、恒压滴液漏斗、回流冷凝管的1000ml三口瓶反应器冷却到-10℃，向反应瓶中加入0.2mol的乙烯基氢二氯硅烷，160毫升1mol/L的三氯化硼四氢呋喃溶液，向恒压滴液漏斗中加入4mol的MMN。
将MMN滴加到反应瓶内，边滴加边搅拌，滴加完毕后反应2小时，然后以0.5℃/min的升温速率升温到180℃，并保温2小时，得到硼硅氮烷的低聚物；将硼硅氮烷的低聚物继续在温度为220℃、真空度为200Pa的条件下处理4小时得到固态SiBCN陶瓷前驱体。
将固态SiBCN陶瓷前驱体置于熔融纺丝设备中，在温度为120℃的条件下真空脱泡4h，然后在温度为90℃、压力为2MPa、卷丝速度为80m/min的条件下纺丝，得到SiBCN前驱体纤维，将SiBCN前驱体纤维在置于温度为80℃的三甲基氯硅烷中处理20min，再向其中通入氨气处理，得到不熔化的纤维。将不熔化的纤维在温度为1000℃的N2气氛中处理，得到高碳含量硅硼碳氮纤维。
经测定，本实施例制备的高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维，其碳含量为30％、在X波段反射率均达到-11dB。单丝直径14μm，室温拉伸强度1.78GPa，弹性模量182GPa，耐高温性能不低于1400℃。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维，其特征在于，其碳含量为30～45％。
2.根据权利要求1所述的高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维，其特征在于，所述硅硼碳氮陶瓷纤维的碳含量为32～42％，优选地，碳含量为35～40％，优选地，碳含量为36～38％。
3.根据权利要求1所述的高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维，其特征在于，所述硅硼碳氮陶瓷纤维在X波段反射率超过-10dB，耐高温性能不低于1200℃，优选大于1300℃，更优选地，大于等于1500℃；优选地，所述硅硼碳氮陶瓷纤维单丝直径为11～15μm，室温拉伸强度1.5～1.8GPa，弹性模量为163～185GPa。
4.一种权利要求1至3中任一项所述高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以氯硅烷、三氯化硼和MMN为原料，先制备液态聚硼硅氮烷，然后在150～220℃的温度下反应得到固态聚硼硅氮烷聚合物，将固态聚硼硅氮烷聚合物进行熔融纺丝、不熔化处理得到高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维。
5.根据权利要求4所述的高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，所述氯硅烷、三氯化硼、MMN的摩尔比为1:0.8-2.0:4-15，优选地，为1:1-1.8:5-12，更优选地，为1:1.2-1.5:7-10，最优选地，为1:1.5:8；
优选地，所述氯硅烷的分子式为R1R2SiCl2，其中，R1、R2相同或不同，且R1和R2中至少含有一个烯烃基团，R1、R2彼此独立地选自下列基团：H、C1-8烷基、C2-4烯烃基；
C1-8烷基应理解为优选表示具有1～8个碳原子的直连或支链饱和一价烃基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基，优选地，所述基团具有1、2或3个碳原子，例如甲基、乙基、正丙基或异丙基；
C2-4烯烃基应理解为优选表示直连或支链的烯烃基，其包含一个或两个双键并且具有1～4个碳原子，所述烯基是例如乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、(E)-2-甲基乙烯基、(Z)-2-甲基乙烯基、(E)-丁-2-烯基、(Z)-丁-2-烯基、(E)-丁-1-烯基、(Z)-丁-1-烯基、异丙烯基、2-甲基丙-2-烯基、1-甲基丙-2-烯基、2-甲基丙-1-烯基、(E)-1-甲基丙-1-烯基、(Z)-1-甲基丙-1-烯基。
6.根据权利要求5所述的高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，
制备所述液体聚硼硅氮烷的具体步骤包括：在惰性气氛保护下，向反应器中加入氯硅烷、三氯化硼、二硅氮烷，以及溶剂，在温度为-20～0℃的条件下搅拌混合1～4h，升温到180～250℃保温1～9小时，得到液态聚硼硅氮烷；
优选地，所述混合物升温的速率为0.5～10℃/min，优选地，为0.5～8℃/min，优选地，为0.5～6℃/min，最优选地，为0.5～2℃/min；
所述由液体聚硼硅氮烷制备所述固态聚硼硅氮烷聚合物具体步骤包括：将保温结束后的液体聚硼硅氮烷置于温度为150～220℃下真空处理0.5～4h，然后冷却到室温，获得固态聚硼硅氮烷聚合物；
所述将SiBCN前驱体聚合物进行熔融纺丝、不熔化处理得到高碳含量硅硼碳氮纤维具体包括以下步骤：
将SiBCN前驱体聚合物置于熔融纺丝设备中，在120～180℃的条件下真空脱泡2～4h，然后在温度为90～130℃、压力为4～8MPa、卷丝速度为50～100m/min的条件下纺丝，得到SiBCN前驱体原丝纤维，将SiBCN前驱体原丝纤维在惰性气氛下置于三甲基氯硅烷、三氯化硼或氨气中处理10～30min得到不熔化的纤维，将不熔化的纤维在温度为800～1200℃的惰性气氛中处理，得到高碳含量的硅硼碳氮纤维，碳含量30～45％；
优选地，SiBCN前驱体原丝纤维在三甲基氯硅烷、三氯化硼或氨气中处理的温度比SiBCN前驱体原丝纤维软化点低10～15℃；优选地，S处理温度为60～120℃。
优选地，真空脱泡的温度为100～120℃，优选地，为105～115℃；
优选地，真空脱泡的时间可以为2～4h中的任意时间；
优选地，纺丝温度为100～120℃，优选地，为105～115℃；
优选地，纺丝压力为4～8MPa中的任意压力；
优选地，卷丝速度可以为60～90m/min，优选地，为70～80m/min；
优选地，不熔化的纤维在惰性气氛下的处理温度为900～1100℃，优选地，为950～1050℃，优选地，为980～1000℃。
7.一种高碳含量碳硅硼碳氮陶瓷纤维增强的陶瓷基体复合材料，其特征在于，其通过将基体材料涂覆或浸渍于权利要求1至3任意性所述的碳硅硼碳氮陶瓷纤维表面得到；
优选地，所述陶瓷基体至少部分均匀或者非均匀的覆盖在硅硼碳氮陶瓷纤维表面；优选地，所述碳硅硼碳氮陶瓷纤维表面均匀的覆盖有陶瓷基体；优选地，所述硅硼碳氮陶瓷纤维表面非均匀的覆盖有陶瓷基体；优选地，所述硅硼碳氮陶瓷纤维表面至少50％的区域均匀且连续的覆盖有陶瓷基体，优选地，所述硅硼碳氮陶瓷纤维表面100％的均匀覆盖有陶瓷基体；
优选地，所述陶瓷基体为氧化铝、氮化硅、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、硅碳氧、硅碳氮、硅硼碳氮或硅氮硼中的一种或多种。
8.一种权利要求7所述高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维增强陶瓷基体复合材料的制备方法，将权利要求1至3中任一项所述的高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维作为陶瓷基体的增强体，通过浸渍热解方式制备陶瓷基复合材料。
9.一种权利要求1至4中任一项所述高碳含量碳硅硼碳氮陶瓷纤维的用途，其特征在于，其用作武器装备的吸波材料，或者用作陶瓷、水泥、金属及高分子基复合材料的增强体；
优选地，用作用于高温管道、高温容器、高温设备、高温接头等的制备或者防护；优选地，用作制备高温防护衣、手套、头盔、鞋等的原料。
一种高碳含量硅硼碳氮陶瓷纤维增强的陶瓷基体复合材料的用途，其用于制备吸波材料。
10.一种权利要求8所述高碳含量碳硅硼碳氮陶瓷纤维增强的陶瓷基体复合材料的用途，其特征在于，其用于制备吸波材料或会遭遇高温的部件；
优选地，其用于吸收雷达波段；优选地，其用于吸收X波段，例如，在武器装备隐身上的用途或在制作微波暗室中的用途；
优选地，用作制备发动机的尾喷管、航天飞机的鼻锥帽、机翼前缘等会遭遇高温的部件。
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