作，得到聚甲基硅烷。
[0114] 該對(duì)比例所制備成品的應(yīng)用包括下述步驟：
[0115] 預(yù)制件為采用3KPAN基纖維兩步法編織的8:1:1的=維碳纖維編織物，纖維的體積 分?jǐn)?shù)為41.3%，經(jīng)換算后其孔隙率為58.7%，對(duì)其進(jìn)行碳沉積，碳沉積至預(yù)制件密度為 0.8g/cm3，在進(jìn)行1600°C高溫處理，獲得纖維保護(hù)的預(yù)制件。
[0116] 步驟A
[0117] 按體積比，預(yù)制件：聚甲基硅烷=5:15;將預(yù)制件置于聚甲基硅烷中，進(jìn)行真空浸 潰2~地，得到含聚甲基硅烷的預(yù)制件;真空浸潰時(shí)，控制真空度在2000化W下；
[011引步驟B
[0119] 在保護(hù)氣氛下，于500°C對(duì)步驟C所得含聚甲基硅烷的預(yù)制件進(jìn)行固化裂解；
[0120] 步驟C
[0121] 重復(fù)步驟A的浸潰、步驟C的固化裂解4次后，在保護(hù)氣氛下于1300°C進(jìn)行高溫?zé)崃?解處理；
[0122] 步驟D
[0123] 重復(fù)步驟C操作3次，所得材料性能為： 密度為 1.78g/cn? 金屬含量 0% 電阻率 2Jxl(fQ.cm
[0124] 導(dǎo)熱系數(shù) 8W,/m.K彎曲強(qiáng)度320M化 斷裂初性 24MPa'助心
[0125] 通過(guò)實(shí)施例1、實(shí)施例2、對(duì)比例1、對(duì)比例2、對(duì)比例3,對(duì)比例4,可W看出，金屬含量 的提高主要通過(guò)浸潰液A，浸潰液B中的金屬主要作用是提高陶瓷產(chǎn)率，金屬含量越高，材料 的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性能更好，但浸潰液A、B對(duì)預(yù)制件的纖維有一定腐蝕，減弱了材料的力學(xué)性 能;通過(guò)沉積碳對(duì)纖維進(jìn)行保護(hù)后，制備出的材料力學(xué)性能更優(yōu)。
[0126] 實(shí)施例3
[0127]步驟一
[01%]配取乙酷丙酬銅400g溶于1000 g苯中，配制成浸潰液A;
[0129] 后面操作完全參照實(shí)施例1中步驟二、S、四、五和步驟4、8、(：、0、6，除了步驟五中 交聯(lián)劑選自乙酷丙酬銅，質(zhì)量比，聚甲基硅烷:交聯(lián)劑= 100:20;之后按照實(shí)施例1中步驟A、 B、C、D、E進(jìn)行操作，所得材料性能為： 密度為 2.21g/cm^ 金屬含量 32.3% 電阻率 1.3xl:〇-4〇.Gm
[0130] 導(dǎo)熱素?cái)?shù)魄W/化K彎曲強(qiáng)度398MPa 斷裂初性 25MPa'ml/2
[0131] 實(shí)施例4
[0132] 步驟一
[0133] 配取乙酷丙酬儀430g溶于1000 g苯中，配制成浸潰液A;
[0134] 后面操作完全參照實(shí)施例1中步驟二、S、四、五和步驟4、8、(：、0、6，除了步驟五中 交聯(lián)劑選自乙酷丙酬儀，質(zhì)量比，聚甲基硅烷:交聯(lián)劑= 100:15;之后按照實(shí)施例1中步驟A、 B、C、D、E進(jìn)行操作，所得材料性能為： 密度為 2.11.g/cm.3 金屬含量 巧.3 % 電阻率 3.4x10-3Qxm
[0135] 。 導(dǎo)熱系數(shù)47W/m.K彎曲強(qiáng)度406MPa 斷裂初性 26M悅?m"2
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種纖維、陶瓷、金屬三維網(wǎng)絡(luò)復(fù)合材料的制備方法;其特征在于包括下述步驟： 步驟一 將碳纖維預(yù)制件浸漬在浸漬液A中；取出、干燥后置于浸漬液B中，取出后，進(jìn)行固化處 理和燒結(jié)處理； 所述浸漬液A為含有金屬元素的浸漬液;質(zhì)量比，溶劑:金屬元素=100:8~15;浸漬液A中所述溶劑選自乙醇、甲苯、苯、水中的至少一種;浸漬液A中所述金屬元素選自過(guò)渡金屬元 素以及鋁元素中的至少一種； 浸漬液B中含有金屬摻雜的聚甲基硅烷;質(zhì)量比，聚甲基硅烷:金屬元素=100:1~3;浸 漬液B中所述金屬元素選自鐵、錯(cuò)、銅、鎳、鉬、錯(cuò)中的至少一種； 步驟二 重復(fù)浸漬、固化處理、燒結(jié)處理直至得到密度大于等于1.9g/cm3的成品；所述浸漬包括 在浸漬A中的浸漬和在浸漬B中的浸漬； 所述固化處理的溫度為180~250°C; 所述燒結(jié)處理的溫度為1000~1300°C。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維、陶瓷、金屬三維網(wǎng)絡(luò)復(fù)合材料的制備方法;其特征 在于： 步驟二中，重復(fù)浸漬、固化處理、燒結(jié)處理直至得到密度大于等于1.7g/cm3的半成品；所 述浸漬包括先在浸漬A中的浸漬，然后再在浸漬B中的浸漬； 得到半成品后，按浸漬B液、固化處理、燒結(jié)處理為一個(gè)循環(huán)，重復(fù)循環(huán)操作直至得到密 度大于等于1.9g/cm3的成品。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維、陶瓷、金屬三維網(wǎng)絡(luò)復(fù)合材料的制備方法;其特征 在于：以密度為0.44-0.55g/cm3的碳纖維為骨架，進(jìn)行碳沉積至增重9-75%后，在保護(hù)氣氛 下，對(duì)預(yù)制件進(jìn)行1550°C~1650°C高溫開孔處理2~3h，得到所述碳纖維預(yù)制件； 進(jìn)行碳沉積時(shí)，以丙烯為碳源，以氬氣為稀釋氣體，沉積時(shí)控制爐內(nèi)氣壓為2.0- 3.OKPa、溫度為900~1000°C;碳沉積時(shí)，碳源氣體與稀釋氣體的體積比為1:5-1:1。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維、陶瓷、金屬三維網(wǎng)絡(luò)復(fù)合材料的制備方法;其特征 在于： 浸漬液A中的金屬元素選自六1、？6、(^1、附、]\1〇、1';[、21'中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種纖維、陶瓷、金屬三維網(wǎng)絡(luò)復(fù)合材料的制備方法;其特征 在于:浸漬液A中的金屬元素由金屬有機(jī)化合物和/或可溶性金屬鹽提供。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種纖維、陶瓷、金屬三維網(wǎng)絡(luò)復(fù)合材料的制備方法;其特征 在于:浸潰液A中； A1元素由乙酰丙酮鋁、氯化鋁、硝酸鋁、烷基鋁中的至少一種提供； Fe元素由乙酰丙酮鐵、氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、二茂鐵中的至少一種提供； Cu元素由乙酰丙酮銅、氯化銅、硝酸銅、苯基銅中的至少一種提供； Ni元素由乙酰丙酮鎳、氯化鎳、硝酸鎳、烷基鎳中的至少一種提供； Mo元素由二（乙酰丙酮)氧化鉬、氯化鉬中的至少一種提供； Ti元素由乙酰丙酮鈦、氯化鈦中的至少一種提供； Zr元素由乙酰丙酮鋯、氯化鋯、正丁醇鋯、正丙醇鋯中的至少一種提供。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維、陶瓷、金屬三維網(wǎng)絡(luò)復(fù)合材料的制備方法;其特征 在于:浸漬液B中，金屬元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1~3%，含有金屬摻雜的聚甲基硅烷是通過(guò)下述 方法制備的： 步驟A 將鋁粉加入鈉砂中，保護(hù)氣氛下，攪拌，得到備用鈉砂;所述鋁粉的粒度為30-50um，鈉 砂的粒度為〇. 5-10um;所述備用鈉砂中A1與Na的質(zhì)量比為1:12~1:15; 步驟B 按Na與Si的摩爾比，Na:Si= 2.5~1:2~1配取備用鈉砂和單體;在保護(hù)氣氛下，先將鈉 砂裝入反應(yīng)釜中，然后加入有機(jī)溶劑;攪拌，升溫至70-85°C后，分至少2次將配取的單體滴 入反應(yīng)釜中，攪拌，進(jìn)行回流反應(yīng);得到反應(yīng)后液;所述單體為二氯甲基硅烷； 步驟C 在保護(hù)氣氛下，對(duì)步驟B所得反應(yīng)后液進(jìn)行離心處理，離心所得液體在保護(hù)氣氛下經(jīng)蒸 餾處理，得到聚甲基硅烷； 步驟D 按質(zhì)量比；聚甲基硅烷:交聯(lián)劑=100:3.4~36,配取聚甲基硅烷、交聯(lián)劑后溶于有機(jī)溶 劑中，在保護(hù)氣氛下，于40~50°C攪拌反應(yīng)后升溫至120~150°C，繼續(xù)攪拌反應(yīng)，得到含金 屬聚甲基硅烷;所述交聯(lián)劑為乙酰丙酮金屬鹽;所述乙酰丙酮金屬鹽選自乙酰丙酮銅、乙酰 丙酮鋯、乙酰丙酮鐵、乙酰丙酮鎳、二（乙酰丙酮)氧化鉬、乙酰丙酮鈦中的至少一種。 步驟A中，步驟B中所述有機(jī)溶劑選自甲苯、二甲苯、苯、四氫呋喃、二甲亞砜中的一種， 所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為甲苯； 步驟B中，有機(jī)溶劑與所配取單體的體積之比為6:1~8:1; 步驟B中，所配取的單體分3-6次加入反應(yīng)釜中，每次加入采用滴加的方式加入，滴加的 速度為20-30mL/min;每次滴加完成后，攪拌120~180min后再進(jìn)行下一次的滴加； 步驟B中，進(jìn)行回流反應(yīng)時(shí)，所用冷凝劑為低粘度硅油；所述硅油的粘度為lOcps-15cps;所述攪拌的速度為100-130轉(zhuǎn)/分鐘； 步驟C所制備的聚甲基硅烷的分子量為800-900;室溫粘度為0.02-0.03Pa.S。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種纖維、陶瓷、金屬三維網(wǎng)絡(luò)復(fù)合材料的制備方法;其特 征在于： 浸漬浸漬液A時(shí)，將碳纖維預(yù)制件浸漬在浸漬液A中，真空浸漬0.5-lh，取出，放入烘箱 中烘干； 浸漬浸漬液B時(shí)，采用真空浸漬，碳纖維預(yù)制件先室溫下真空浸漬l_2h然后加熱至60-120°C，真空浸漬l_2h; 浸漬浸漬液A和浸漬液B時(shí)，控制真空度小于等于2000Pa。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種纖維、陶瓷、金屬三維網(wǎng)絡(luò)復(fù)合材料的制備方法;其特 征在于： 固化處理時(shí)，控制真空度小于等于2000Pa，單次固化處理的時(shí)間為6-8小時(shí)； 燒結(jié)處理時(shí)，控制真空度小于等于2000Pa，單次燒結(jié)的時(shí)間為8-12小時(shí)。10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種纖維、陶瓷、金屬三維網(wǎng)絡(luò)復(fù)合材料的制備方法;其 特征在于:所得成品的密度為1 · 9~2 ·Og/cm3 〇
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種纖維、陶瓷、金屬三維網(wǎng)絡(luò)復(fù)合材料的制備方法；屬于碳陶復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先將碳纖維預(yù)制件浸漬在浸漬液A中；取出、干燥后置于浸漬液B中，取出后，進(jìn)行固化處理和燒結(jié)處理；然后重復(fù)浸漬、固化處理、燒結(jié)處理直至得到密度大于等于1.9g/cm3的成品。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，便于工業(yè)化應(yīng)用。本發(fā)明所得成品物理性質(zhì)優(yōu)越，尤其是具有優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)等性能。
【IPC分類】D06M11/77, D06M11/83, D06M11/74
【公開號(hào)】CN105421033
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510751164
【發(fā)明人】鐘丹, 薛珊燕, 朱建豐, 蔣軍軍
【申請(qǐng)人】湖南博望碳陶有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月6日