本發(fā)明涉及碳化硅復(fù)合材料領(lǐng)域，具體地，涉及高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：碳化硅材料以其良好的高強(qiáng)度、耐磨損、耐高溫等性能，使得其廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，例如，在汽車零件、散熱片、泵軸上，均廣泛采用碳化硅材料制備。而隨著使用領(lǐng)域及使用范圍的不斷擴(kuò)大，對于材料的要求也越來越高，尤其是其抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度等，大大影響著其使用性能及使用范圍。因此，提供一種能對常規(guī)碳化硅材料進(jìn)行改性，進(jìn)而加大其抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度等使用性能，從而擴(kuò)大其使用范圍的高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料及其制備方法是本發(fā)明亟需解決的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中碳化硅材料的抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度等抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度等大大影響著其使用性能及使用范圍，而常規(guī)的碳化硅材料的強(qiáng)度等性能已使其在使用時具有一定的局限性的問題，從而提供一種能對常規(guī)碳化硅材料進(jìn)行改性，進(jìn)而加大其抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度等使用性能，從而擴(kuò)大其使用范圍的高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料及其制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料的制備方法，其中，所述制備方法包括：1）在溶劑存在的條件下，將碳化硅、丙烯酰胺、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺混合，制得漿料；2）向漿料中加入過硫酸鹽混合，制得濕坯；3）將濕坯干燥，制得待燒結(jié)體；4）將待燒結(jié)體經(jīng)預(yù)燒結(jié)和二次燒結(jié)，制得高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料。本發(fā)明還提供了一種高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料，其中，所述高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料根據(jù)上述所述的制備方法制得。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明將碳化硅、丙烯酰胺、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺在溶劑中進(jìn)行混合，制得漿料，而后向其中加入過硫酸鹽進(jìn)行混合反應(yīng)，得到濕坯，再將上述濕坯干燥后再經(jīng)預(yù)燒結(jié)和二次燒結(jié)，從而使得通過上述步驟及材料制得的碳化硅復(fù)合材料具有更好的抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度等使用性能，進(jìn)一步提高了其使用范圍。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。具體實(shí)施方式以下對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點(diǎn)值之間、各個范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間，以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料的制備方法，其中，所述制備方法包括：1）在溶劑存在的條件下，將碳化硅、丙烯酰胺、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺混合，制得漿料；2）向漿料中加入過硫酸鹽混合，制得濕坯；3）將濕坯干燥，制得待燒結(jié)體；4）將待燒結(jié)體經(jīng)預(yù)燒結(jié)和二次燒結(jié)，制得高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料。本發(fā)明將碳化硅、丙烯酰胺、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺在溶劑中進(jìn)行混合，制得漿料，而后向其中加入過硫酸鹽進(jìn)行混合反應(yīng)，得到濕坯，再將上述濕坯干燥后再經(jīng)預(yù)燒結(jié)和二次燒結(jié)，從而使得通過上述步驟及材料制得的碳化硅復(fù)合材料具有更好的抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度等使用性能，進(jìn)一步提高了其使用范圍。這里的溶劑可以為事先即與其他原料混合好，例如，所述丙烯酰胺由丙烯酰胺水溶液提供；所述n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺由n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液提供。這里的水即為溶劑。進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述丙烯酰胺水溶液中丙烯酰胺的濃度為1-5重量%；所述n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液中n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺的濃度為0.01-1重量%。當(dāng)然，這里的水溶液中的溶質(zhì)可以不完全溶解，當(dāng)溶質(zhì)飽和時，可以為懸濁液等存在形式，在此不多作贅述。進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，相對于100重量份的所述碳化硅，所述丙烯酰胺的用量為5-20重量份，所述n,n'-亞甲基雙丙烯酰的用量為0.5-2重量份。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟1）中還可以包括加入聚乙烯吡咯烷酮進(jìn)行混合。進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述過硫酸鹽可以選自過硫酸鉀、過硫酸鈉和過硫酸銨中的一種或多種。為了進(jìn)一步提高其反應(yīng)效率，一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟2）中為置于溫度為60-80℃的條件下進(jìn)行混合，且混合時間為15-30min。進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟3）中干燥溫度為100-200℃。更為優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟4）中預(yù)燒結(jié)溫度為1700-2000℃，預(yù)燒結(jié)時間為3-6h；二次燒結(jié)溫度為1200-1500℃，二次燒結(jié)時間為7-10h。本發(fā)明還提供了一種高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料，其中，所述高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料根據(jù)上述所述的制備方法制得。以下將通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例11）將100重量份碳化硅、丙烯酰胺水溶液（含有5重量份的丙烯酰胺，濃度為1重量%）、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液（含有0.5重量份的n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺，濃度為0.01重量%）和1重量份的聚乙烯吡咯烷酮混合，制得漿料；2）向漿料中加入過硫酸鈉混合后置于溫度為60℃的條件下反應(yīng)15min，制得濕坯；3）將濕坯置于100℃的條件下干燥，制得待燒結(jié)體；4）將待燒結(jié)體經(jīng)溫度為1700℃的條件預(yù)燒結(jié)3h后，再經(jīng)溫度為1200℃的條件二次燒結(jié)7h，制得高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料a1。實(shí)施例21）將100重量份碳化硅、丙烯酰胺水溶液（含有20重量份的丙烯酰胺，濃度為5重量%）、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液（含有2重量份的n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺，濃度為1重量%）和1重量份的聚乙烯吡咯烷酮混合，制得漿料；2）向漿料中加入過硫酸鈉混合后置于溫度為80℃的條件下反應(yīng)30min，制得濕坯；3）將濕坯置于200℃的條件下干燥，制得待燒結(jié)體；4）將待燒結(jié)體經(jīng)溫度為2000℃的條件預(yù)燒結(jié)6h后，再經(jīng)溫度為1500℃的條件二次燒結(jié)10h，制得高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料a2。實(shí)施例31）將100重量份碳化硅、丙烯酰胺水溶液（含有10重量份的丙烯酰胺，濃度為3重量%）、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液（含有1重量份的n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺，濃度為0.5重量%）和1重量份的聚乙烯吡咯烷酮混合，制得漿料；2）向漿料中加入過硫酸鈉混合后置于溫度為70℃的條件下反應(yīng)25min，制得濕坯；3）將濕坯置于150℃的條件下干燥，制得待燒結(jié)體；4）將待燒結(jié)體經(jīng)溫度為1800℃的條件預(yù)燒結(jié)5h后，再經(jīng)溫度為130℃的條件二次燒結(jié)8h，制得高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料a3。實(shí)施例4按照實(shí)施例1的制備方法進(jìn)行制備，不同的是，步驟1）中不加入聚乙烯吡咯烷酮，制得高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料a4。實(shí)施例5按照實(shí)施例2的制備方法進(jìn)行制備，不同的是，步驟2）中為置于常溫（即大約在20℃）下放置，制得高強(qiáng)度碳化硅復(fù)合材料a5。對比例1按照實(shí)施例3的制備方法進(jìn)行制備，不同的是，不加入丙烯酰胺水溶液，制得碳化硅復(fù)合材料d1。對比例2按照實(shí)施例3的制備方法進(jìn)行制備，不同的是，不加入n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液，制得碳化硅復(fù)合材料d2。對比例3按照實(shí)施例3的制備方法進(jìn)行制備，不同的是，不經(jīng)過步驟2），將漿料直接干燥燒結(jié)，制得碳化硅復(fù)合材料d3。對比例4按照實(shí)施例3的制備方法進(jìn)行制備，不同的是，步驟4）中僅按照預(yù)燒結(jié)的條件燒結(jié)一次，不經(jīng)過二次燒結(jié)，制得碳化硅復(fù)合材料d4。測試?yán)龑⑸鲜鲋频玫腶1-a5和d1-d4分別委托上海硅酸鹽研究所無機(jī)材料分析測試中心的萬能材料試驗(yàn)機(jī)檢測其抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，得到的結(jié)果如表1所示。表1編號抗折強(qiáng)度（mpa）抗壓強(qiáng)度（mpa）a14622235a24552369a34672358a44362136a54382159d13521910d23291892d33461825d43371835以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁12