《四棱锥构型CSUBF/SUB/SIC点阵复合材料平板及其制备方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《四棱锥构型CSUBF/SUB/SIC点阵复合材料平板及其制备方法.pdf(17页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102898172 A(43)申请公布日 2013.01.30CN102898172A*CN102898172A*(21)申请号 201210438367.2(22)申请日 2012.11.06C04B 35/80(2006.01)C04B 35/622(2006.01)(71)申请人哈尔滨理工大学地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号申请人北京大学(72)发明人曾涛 方岱宁 成夙 严实(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109代理人金永焕(54) 发明名称四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板及其制备方法(57) 摘要四棱锥构型Cf。
2、/SiC点阵复合材料平板及其制备方法,涉及点阵复合材料及其制备方法的领域。本发明要解决现有的金属基和树脂基点阵材料不能满足需求,而现有技术中很难实现制备陶瓷基点阵复合材料的问题。四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板,由上面板、下面板以及在上下面板之间以点阵芯子进行周期排列的四棱锥胞元构成。制备方法:采用经聚碳硅烷浸渍的碳纤维穿插经聚碳硅烷浸渍的碳纤维布工艺制备出四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板的骨架,然后对骨架用聚碳硅烷浸渍后,固化,裂解处理,即得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板。本发明应用于降低噪音、屏蔽电磁辐射、抗冲击、隔热、降低热传导的领域。(51)Int.Cl.权利要求。
3、书4页 说明书11页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 4 页 说明书 11 页 附图 1 页1/4页21.四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板,由上面板(1)、下面板(2)以及在上下面板之间以点阵芯子(3)进行周期排列而成的四棱锥胞元构成,其特征在于,所述的上面板(1)和下面板(2)为由Cf/SiC复合材料构成的平面,点阵芯子(3)为由Cf/SiC复合材料构成的杆件。2.如权利要求1所述的四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板的制备方法,具体是按以下步骤完成的:一、将聚碳硅烷、二乙烯苯、二甲苯和四氢呋喃混合,得到浸渍液;其中,二乙烯苯与聚碳硅烷的质。
4、量比为(0.30.5):1,二甲苯与聚碳硅烷的质量比为(0.050.1):1,四氢呋喃与聚碳硅烷的质量比为(13):1;二、在碳纤维布上打m行n列个阵列通孔,得到打通孔的碳纤维布;在碳纤维布上打(m+1)行(n+1)列个阵列通孔,得到打通孔的碳纤维布;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为A11,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为A12,以此类推,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第j列的通孔为A1j;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为A21,以此类推,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第i行第1列的通孔为Ai1,同理,打通孔的碳纤维布上的阵。
5、列通孔中的第i行第j列的通孔为Aii;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为B11,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为B12,以此类推,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第j列的通孔为B1j;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为B21,以此类推,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第i行第1列的通孔为Bi1,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第i行第j列的通孔为Bij,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第(i+1)行第(j+1)列的通孔为B(i+1)(j+1);其中,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等,打通孔的碳纤。
6、维布上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等,同时,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的每相邻的两个通孔的中心距内与在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等,同时,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的每相邻的两个通孔的中心距内与在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距与打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距相等,所述的m2,n2,i1且im,j1且。
7、jn,所有的通孔为相同的通孔径,通孔径大小为1mm3mm,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距为26mm30mm;三、将步骤二中得到的打通孔的碳纤维布与打通孔的碳纤维布,分别放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下,浸渍2h5h,得到浸渍的打通孔碳纤维布浸渍的打通孔碳纤维布;四、将碳纤维放入步骤一得到的浸渍液中,在小于0.1MPa的真空条件下,浸渍2h5h,然后,将浸渍后的碳纤维编织成束,得到浸渍的碳纤维束;五、将浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布平行放置,浸渍的打通孔碳纤维布与浸渍的打通孔碳纤维布的间距为40mm60mm,其中,浸渍的打通孔碳。
8、纤维权 利 要 求 书CN 102898172 A2/4页3布的通孔A11在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B11、B12、B21和B22所组成的正方形的中心上,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔A12在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B12、B13、B22和B23所组成的正方形的中心上,以此类推,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔A1j在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B1j、B1(j+1)、B2j和B2(j+1)所组成的正方形的中心上,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔A21在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B。
9、21、B22、B31和B32所组成的正方形的中心上,以此类推,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔Ai1在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔Bi1、Bi2、B(i+1)1和B(i+1)2所组成的正方形的中心上,同理,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔Aii在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔Bij、Bi(j+1)、B(i+1)j和B(i+1)(j+1)所组成的正方形的中心上;六、采用步骤四得到的浸渍的碳纤维束作为连接材料,将按步骤五中放置的浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布进行穿插连接,使浸渍的碳纤维束在浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布间构成周期。
10、排列的四棱锥胞元,得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料的骨架;七、另取碳纤维布,放入步骤一得到的浸渍液中,在小于0.1MPa的真空条件下,浸渍2h5h,得到浸渍的碳纤维布;八、在步骤六得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料的骨架的浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布的外表面分别平铺上步骤七得到的碳纤维布,然后,在130140下,平铺碳纤维布的浸渍的的打通孔碳纤维布和平铺碳纤维布的浸渍的打通孔碳纤维布的外表面分别施加1MPa3MPa的机械压力,固化4h8h,之后,放入真空炉中,抽真空至真空度小于0.001MPa后,再通入氮气至真空度为0.05MPa0.1MPa,以10/min20/min。
11、的升温速率从室温升温至11001300,并保温10min60min,即得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料初产品;九、浸渍、固化、裂解处理:将四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料初产品放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下,浸渍2h5h,放入烘干箱中,在110160下,固化4h8h,然后,放入真空炉中,抽真空至真空度小于0.001MPa后,再通入氮气至真空度为0.05MPa0.1MPa,以10/min20/min的升温速率从室温升温至11001300,并保温10min60min,即得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料中间体;十、将步骤九得到的四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料。
12、中间体重复步骤九的浸渍、固化、裂解处理操作,直至四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料中间体在一次重复处理操作后相对于在同一次重复处理操作前增重小于1%时,即得到了四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板。3.根据权利要求2所述的四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板的制备方法,其特征在于所述的步骤一中的聚碳硅烷的分子量为10001500。4.根据权利要求2所述的四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板的制备方法,其特征在于所述的步骤六中的穿插连接,具体是按以下步骤完成的:a)选取浸渍的打通孔碳纤维布的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布的第1行,将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔A11,从浸渍。
13、的打通孔碳纤维布的通孔B11穿出,从通孔B12穿入,从通孔A11穿出,形成一个三角形的回路,接着将浸渍的碳纤维权 利 要 求 书CN 102898172 A3/4页4束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔A12,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B12穿出,从通孔B13穿入,从通孔A12穿出,又形成一个三角形的回路,以此类推,将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔A1j,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B1j穿出,从通孔B1(j+1)穿入,从通孔A1j穿出,直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布的第1行中的所有的通孔全部连接;选取浸渍的打通孔碳纤维布的第1行和浸渍。
14、的打通孔碳纤维布的第2行,将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔A11,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B21穿出,从通孔B22穿入,从通孔A11穿出,形成一个三角形的回路,接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔A12,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B22穿出,从通孔B23穿入,从通孔A12穿出,又形成一个三角形的回路,以此类推,将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔A1j,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B2j穿出,从通孔B2(j+1)穿入,从通孔A1j穿出,直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布的第2行中的所有的通孔全部连接;经上述。
15、步骤穿插连接后,可以在浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布之间形成第一排四棱锥胞元;b)选取浸渍的打通孔碳纤维布的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布的第2行,将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔A21,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B21穿出,从通孔B22穿入,从通孔A21穿出,形成一个三角形的回路,接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔A22,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B22穿出,从通孔B23穿入,从通孔A22穿出,又形成一个三角形的回路,以此类推,将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔A2i,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B2j穿出,从通孔B2(j+1)穿。
16、入,从通孔A2j穿出,直至用浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布的第2行中的所有的通孔全部连接;选取浸渍的打通孔碳纤维布的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布的第3行,将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔A21,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B31穿出,从通孔B32穿入,从通孔A21穿出,形成一个三角形的回路,接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔A22,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B32穿出,从通孔B33穿入,从通孔A22穿出,又形成一个三角形的回路,以此类推,将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔A2j,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B。
17、3j穿出,从通孔B3(j+1)穿入,从通孔A2j穿出,直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布的第2行中的所有的通孔全部连接;经上述步骤穿插连接后,可以在浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布之间形成第二排四棱锥胞元;c)按照步骤a)和步骤b)的穿插连接方法类推,选取浸渍的打通孔碳纤维布的第i行和浸渍的打通孔碳纤维布的第i行,将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔Ai1,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔Bi1穿出,从通孔Bi2穿入,从通孔Ai1穿出,形成一个三角形的回路,接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔Ai2,从浸渍的打通孔碳纤维布。
18、的通孔Bi2穿出,从通孔Bi3穿入,从通孔Ai2穿出,又形成一个三角形的回路,以此类推,将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔Aij,从浸渍的打通孔碳纤维布通孔Bij穿出,从通孔Bi(j+1)穿入,从通孔Aij穿出,直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布的第i行和浸渍的打通孔碳纤维布的第i行中的所有权 利 要 求 书CN 102898172 A4/4页5的通孔全部连接;选取浸渍的打通孔碳纤维布的第i行和浸渍的打通孔碳纤维布的第(i+1)行,将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔Ai1,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B(i+1)1穿出,从通孔B(i+1)2穿入,从通孔Ai1。
19、穿出,形成一个三角形的回路,接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔Ai2,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B(i+1)2穿出,从通孔B(i+1)3穿入,从通孔Ai2穿出,又形成一个三角形的回路,以此类推,将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布外穿入通孔Aij,从浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B(i+1)j穿出,从通孔B(i+1)(+1)穿入,从通孔Aij穿出,直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布的第i行和浸渍的打通孔碳纤维布的第(i+1)行中的所有的通孔全部连接;经上述步骤穿插连接后,可以在浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布之间形成第i排四棱锥胞元;以此类推,直至,将浸渍的。
20、打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布中所有的通孔都被浸渍的碳纤维束穿插连接,即完成了穿插连接。5.根据权利要求2所述的四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板的制备方法,其特征在于所述的步骤九中的放入烘干箱中,在120下,固化2h4h后,又在150下,固化2h4h。权 利 要 求 书CN 102898172 A1/11页6四棱锥构型 Cf/SiC 点阵复合材料平板及其制备方法技术领域0001 本发明涉及点阵复合材料及其制备方法的领域。背景技术0002 点阵材料是模拟晶体材料空间点阵结构的一种超轻有序材料。它的基本特征是以结点及结点间的连接杆件搭建成类似晶胞的三维网架结构单元,材料整体是一个由多个。
21、单元重复构造而成的有序结构。这种结构中,点阵材料网架中的空隙没有用来承载的填充物,仅有连接杆件起到了对点阵材料整体的支撑作用。这样的设计在保证材料的比刚度和比强度的同时,节省了大量的质量。调整结点和连接杆的位置,可以控制点阵材料结构和力学性能。同时,点阵材料网架间的空隙能够用来载物,并且点阵材料具有良好的降低噪音、屏蔽电磁辐射、抗冲击、隔热、降低热传导等功能。0003 近年来关于点阵材料的报道,主要针对金属基和树脂基点阵材料。但对于一些需要耐高温、抗氧化、高硬度、抗腐蚀、耐摩擦的使用条件下,这两种材料的性能却不能完全达到应用要求,而陶瓷基材料却可以适合这种特殊情况,但是由于点阵材料结构比较复杂。
22、,采用传统的陶瓷烧结工艺制备陶瓷基点阵结构材料很难实现的问题,成为了制约陶瓷基点阵材料发展的关键问题。发明内容0004 本发明是要解决现有的金属基和树脂基点阵材料不能满足需求,而现有技术中很难实现制备陶瓷基点阵复合材料的问题,而提供了四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板及其制备方法。0005 四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板,由上面板、下面板以及在上下面板之间以点阵芯子进行周期排列而成的四棱锥胞元构成,其特征在于,所述的上面板和下面板为由Cf/SiC复合材料构成的平面,点阵芯子为由Cf/SiC复合材料构成的杆件。0006 四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板的制备方法,具体是按以下步。
23、骤完成的:0007 一、将聚碳硅烷、二乙烯苯、二甲苯和四氢呋喃混合,得到浸渍液;其中,二乙烯苯与聚碳硅烷的质量比为(0.30.5):1,二甲苯与聚碳硅烷的质量比为(0.050.1):1,四氢呋喃与聚碳硅烷的质量比为(13):1;0008 二、在碳纤维布上打m行n列个阵列通孔,得到打通孔的碳纤维布;在碳纤维布上打(m+1)行(n+1)列个阵列通孔,得到打通孔的碳纤维布;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为A11,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为A12,以此类推,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第j列的通孔为A1j;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第2行第。
24、1列的通孔为A21,以此类推,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第i行第1列的通孔为Ai1,同理,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第i行第j列的通孔为Aij;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为B11,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为说 明 书CN 102898172 A2/11页7B12,以此类推,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第j列的通孔为B1j;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为B21,以此类推,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第i行第1列的通孔为Bi1,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第i行第j列的通孔为Bij,打通孔的碳纤维。
25、布上的阵列通孔中的第(i+1)行第(j+1)列的通孔为B(i+1)(j+1);其中,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等,同时,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的每相邻的两个通孔的中心距内与在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等,同时,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的每相邻的两个通孔的中心距内与在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等;打通。
26、孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距与打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距相等,所述的m2,n2,i1且im,j1且jn,所有的通孔为相同的通孔径,通孔径大小为1mm3mm,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距为26mm30mm;0009 三、将步骤二中得到的打通孔的碳纤维布与打通孔的碳纤维布,分别放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下,浸渍2h5h,得到浸渍的打通孔碳纤维布浸渍的打通孔碳纤维布;0010 四、将碳纤维放入步骤一得到的浸渍液中,在小于0.1MPa的真空条件下,浸渍2h5h,然后,将浸。
27、渍后的碳纤维编织成束,得到浸渍的碳纤维束;0011 五、将浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布平行放置,浸渍的打通孔碳纤维布与浸渍的打通孔碳纤维布的间距为40mm60mm,其中,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔A11在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B11、B12、B21和B22所组成的正方形的中心上,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔A12在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B12、B13、B22和B23所组成的正方形的中心上,以此类推,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔A1j在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B1j、B1(j+1)。
28、、B2j和B2(j+1)所组成的正方形的中心上,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔A21在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B21、B22、B31和B32所组成的正方形的中心上,以此类推,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔Ai1在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔Bi1、Bi2、B(i+1)1和B(i+1)2所组成的正方形的中心上,同理,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔Aij在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔BijBi(j+1)、B(i+1)j和B(i+1)(j+1)所组成的正方形的中心上;0012 六、采用步骤四得到的浸渍的碳纤维束作为连接。
29、材料,将按步骤五中放置的浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布进行穿插连接,使浸渍的碳纤维束在浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布间构成周期排列的四棱锥胞元,得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料的骨架;0013 七、另取碳纤维布,放入步骤一得到的浸渍液中,在小于0.1MPa的真空条件下,浸渍2h5h,得到浸渍的碳纤维布;说 明 书CN 102898172 A3/11页80014 八、在步骤六得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料的骨架的浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布的外表面分别平铺上步骤七得到的碳纤维布,然后,在130140下,平铺碳纤维布的浸渍的的打通孔碳纤维布和平铺。
30、碳纤维布的浸渍的打通孔碳纤维布的外表面分别施加1MPa3MPa的机械压力,固化4h8h,之后,放入真空炉中,抽真空至真空度小于0.001MPa后,再通入氮气至真空度为0.05MPa0.1MPa,以10/min20/min的升温速率从室温升温至11001300,并保温10min60min,即得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料初产品;0015 九、浸渍、固化、裂解处理:将四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料初产品放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下,浸渍2h5h,放入烘干箱中,在110160下,固化4h8h,然后,放入真空炉中,抽真空至真空度小于0.001MPa后,再通入氮气至。
31、真空度为0.05MPa0.1MPa,以10/min20/min的升温速率从室温升温至11001300,并保温10min60min,即得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料中间体;0016 十、将步骤九得到的四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料中间体重复步骤九的浸渍、固化、裂解处理操作,直至四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料中间体在一次重复处理操作后相对于在同一次重复处理操作前增重小于1%时,即得到了四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板。0017 本发明的优点:0018 一、本发明提供的四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板的制备方法制备得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板,它既具有点阵材。
32、料的网架结构的优良特性,又具有SiC陶瓷的耐高温、抗氧化、耐腐蚀、耐摩擦的特性,同时,由于碳纤维作为骨架材料也降低了SiC陶瓷的脆性,使得四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板有了更广泛的应用。0019 二、本发明采用碳纤维(Cf)穿插碳纤维布工艺制备出四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板的骨架,然后采用有机先驱体浸渍裂解法(PIP法)成功的制备出Cf/SiC点阵复合材料平板,该方法克服了现有技术中很难实现制备陶瓷基点阵复合材料的问题。附图说明0020 图1是试验一中的四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板的立体图。其中,1为上面板,2为下面板,3为点阵芯子。0021 图2是试验一中的四棱锥。
33、构型Cf/SiC点阵复合材料平板中的由点阵芯子3构成的四棱锥胞元的立体图。其中,3为点阵芯子。0022 图3是试验一中的四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板的点阵芯子的穿插连接方法的示意图。其中,1为上面板,2为下面板,3为点阵芯子,A11为浸渍的打通孔碳纤维布中的第1行第1列的通孔,A12为浸渍的打通孔碳纤维布中的第1行第2列的通孔,A13为浸渍的打通孔碳纤维布中的第1行第3列的通孔,B11为浸渍的打通孔碳纤维布中的第1行第1列的通孔,B12为浸渍的打通孔碳纤维布中的第1行第2列的通孔,B13为浸渍的打通孔碳纤维布中的第1行第3列的通孔,B14为浸渍的打通孔碳纤维布中的第1行第4列的通孔,。
34、箭头为穿插连接的路径的路径。具体实施方式说 明 书CN 102898172 A4/11页90023 具体实施方式一:本实施方式为四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板,由上面板1、下面板2以及在上下面板之间以点阵芯子3进行周期排列而成的四棱锥胞元构成,其特征在于,所述的上面板1和下面板2为由Cf/SiC复合材料构成的平面,点阵芯子3为由Cf/SiC复合材料构成的杆件。0024 本实施方式提供的四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板的制备方法制备得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板,它既具有点阵材料的网架结构的优良特性,又具有SiC陶瓷的耐高温、抗氧化、耐腐蚀、耐摩擦的特性,同时,由于碳纤。
35、维作为骨架材料也降低了SiC陶瓷的脆性,使得四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板有了更广泛的应用。0025 具体实施方式二:本实施方式为四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板的制备方法,具体是按以下步骤完成的:0026 一、将聚碳硅烷、二乙烯苯、二甲苯和四氢呋喃混合,得到浸渍液;其中,二乙烯苯与聚碳硅烷的质量比为(0.30.5):1,二甲苯与聚碳硅烷的质量比为(0.050.1):1,四氢呋喃与聚碳硅烷的质量比为(13):1;0027 二、在碳纤维布上打m行n列个阵列通孔,得到打通孔的碳纤维布;在碳纤维布上打(m+1)行(n+1)列个阵列通孔,得到打通孔的碳纤维布;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔。
36、中的第1行第1列的通孔为A11,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为A12,以此类推,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第j列的通孔为A1j;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为A21,以此类推,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第i行第1列的通孔为Ai1,同理,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第i行第j列的通孔为Aij;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为B11,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为B12,以此类推,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第1行第j列的通孔为B1j;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为。
37、B21,以此类推,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第i行第1列的通孔为Bi1,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第i行第j列的通孔为Bij,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔中的第(i+1)行第(j+1)列的通孔为B(i+1)(j+1);其中,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等,同时,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的每相邻的两个通孔的中心距内与在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在列的方。
38、向中每相邻的两个通孔的中心距均相等,同时,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的每相邻的两个通孔的中心距内与在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等;打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距与打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距相等,所述的m2,n2,i1且im,j1且jn,所有的通孔为相同的通孔径,通孔径大小为1mm3mm,打通孔的碳纤维布上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距为26mm30mm;0028 三、将步骤二中得到的打通孔的碳纤维布与打通孔的碳纤维布,分别放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下,浸渍2h5h。
39、,得到浸渍的打通孔碳纤维布浸渍的打通孔碳纤维布;说 明 书CN 102898172 A5/11页100029 四、将碳纤维放入步骤一得到的浸渍液中,在小于0.1MPa的真空条件下,浸渍2h5h,然后,将浸渍后的碳纤维编织成束,得到浸渍的碳纤维束;0030 五、将浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布平行放置,浸渍的打通孔碳纤维布与浸渍的打通孔碳纤维布的间距为40mm60mm,其中,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔A11在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B11、B12、B21和B22所组成的正方形的中心上,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔A12在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在。
40、浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B12、B13、B22和B23所组成的正方形的中心上,以此类推,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔A1j在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B1j、B1(j+1)、B2j和B2(j+1)所组成的正方形的中心上,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔A21在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔B21、B22、B31和B32所组成的正方形的中心上,以此类推,浸渍的打通孔碳纤维布的通孔Ai1在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔Bi1、Bi2、B(i+1)1和B(i+1)2所组成的正方形的中心上,同理,浸渍的打通孔碳纤维布的通。
41、孔Aij在浸渍的打通孔碳纤维布上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布的通孔Bjj、Bi(j+1)、B(i+1)j和B(i+1)(j+1)所组成的正方形的中心上;0031 六、采用步骤四得到的浸渍的碳纤维束作为连接材料,将按步骤五中放置的浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布进行穿插连接,使浸渍的碳纤维束在浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布间构成周期排列的四棱锥胞元,得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料的骨架;0032 七、另取碳纤维布,放入步骤一得到的浸渍液中,在小于0.1MPa的真空条件下,浸渍2h5h,得到浸渍的碳纤维布;0033 八、在步骤六得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料。
42、的骨架的浸渍的打通孔碳纤维布和浸渍的打通孔碳纤维布的外表面分别平铺上步骤七得到的碳纤维布,然后,在130140下,平铺碳纤维布的浸渍的的打通孔碳纤维布和平铺碳纤维布的浸渍的打通孔碳纤维布的外表面分别施加1MPa3MPa的机械压力,固化4h8h,之后,放入真空炉中,抽真空至真空度小于0.001MPa后,再通入氮气至真空度为0.05MPa0.1MPa,以10/min20/min的升温速率从室温升温至11001300,并保温10min60min,即得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料初产品;0034 九、浸渍、固化、裂解处理:将四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料初产品放入步骤一得到的浸渍液中在小于。
43、0.1MPa的真空条件下,浸渍2h5h,放入烘干箱中,在110160下,固化4h8h,然后,放入真空炉中,抽真空至真空度小于0.001MPa后,再通入氮气至真空度为0.05MPa0.1MPa,以10/min20/min的升温速率从室温升温至11001300,并保温10min60min,即得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料中间体;0035 十、将步骤九得到的四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料中间体重复步骤九的浸渍、固化、裂解处理操作,直至四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料中间体在一次重复处理操作后相对于在同一次重复处理操作前增重小于1%时,即得到了四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板。0036 本实施方式采用碳纤维(Cf)穿插碳纤维布工艺制备出四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板的骨架,然后采用有机先驱体浸渍裂解法(PI P法)成功的制备出Cf/SiC点阵复说 明 书CN 102898172 A10。