一种碳纳米片增韧PyC/SiC复合界面及其制备方法

技术领域

本发明涉及SiC

背景技术

SiC

陶瓷纤维与基体的直接接触会形成纤维-基体强结合，使得纤维的增强增韧效果无法发挥，同时，制备过程也会对纤维造成较为严重的损伤。在纤维和基体间引入界面层是解决纤维-基体结合问题、避免损伤纤维的有效手段，对调节陶瓷复材综合性能尤为关键，因此，界面层的设计及制备工艺十分重要。

现阶段SiC

发明内容

针对上述SiC

本发明的技术方案是：

一种碳纳米片(CNS)增韧PyC/SiC复合界面的制备方法，通过化学气相沉积工艺在纤维预制体表面依次沉积PyC界面、CNS和SiC界面，弥补单一PyC弱界面和单一SiC强界面的不足，利用CNS的钉扎效应增强SiC界面与PyC界面的结合，改善SiC界面的脆性，从而通过界面改性提升SiC

进一步的，上述一种碳纳米片(CNS)增韧PyC/SiC复合界面的制备方法，具体步骤如下：

步骤1）纤维预制体编织

采用二代SiC纤维，2.5D编织结构，经纱密度为8±0.2根/cm，纬纱密度为3.5±0.2根/cm，编织体尺寸为200×100×3.5mm

步骤2）PyC界面沉积

采用化学气相沉积工艺在纤维表面沉积PyC界面层，将纤维预制体置于PyC沉积炉中，以丙烯C

步骤3）CNS沉积

采用化学气相沉积工艺沉积CNS，以甲醇为先驱体，对甲醇进行水浴加热，保持水浴温度在20~30°C；调节甲醇流量，使沉积室内压力保持在10~20kPa；沉积温度为1000~1300°C，沉积时间为1~3h；

步骤4）SiC界面沉积

采用化学气相沉积工艺沉积SiC界面层，以一甲基三氯硅烷MTS为先驱体，高纯度H

步骤5）SiC基体沉积

采用化学气相沉积工艺实现SiC基体增密，以一甲基三氯硅烷MTS为先驱体，高纯度H

一种上述的碳纳米片增韧PyC/SiC复合界面的制备方法制备得到的碳纳米片增韧PyC/SiC复合界面。

本发明的优点及有益效果：

本发明的碳纳米片增韧PyC/SiC复合界面，相较现有的PyC/SiC复合界面，通过引入纳米碳强化PyC界面和SiC界面层间结合，增加裂纹扩展阻力，发挥纳米相的桥连和脱粘作用，显著改善界面脆性，继而提升SiC

附图说明

图1为本发明PyC界面层表面CNS形貌图；

图2为本发明制备的SiC

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。

一种碳纳米片增韧PyC/SiC复合界面，按照以下步骤制备：

步骤1）纤维预制体编织

采用二代SiC纤维，2.5D编织结构，经纱密度为8±0.2根/cm，纬纱密度为3.5±0.2根/cm，编织体尺寸为200×100×3.5mm

步骤2）PyC界面沉积

采用化学气相沉积工艺在纤维表面沉积PyC界面层，将纤维预制体置于PyC沉积炉中，以丙烯C

步骤3）CNS沉积

采用化学气相沉积工艺沉积CNS，以甲醇为先驱体，对甲醇进行水浴加热，保持水浴温度在28°C；调节甲醇流量，使沉积室内压力保持在10kPa；沉积温度为1200°C，沉积时间为1.5h；

步骤4）SiC界面沉积

采用化学气相沉积工艺沉积SiC界面层，以一甲基三氯硅烷MTS为先驱体，高纯度H

步骤5）SiC基体沉积

采用化学气相沉积工艺实现SiC基体增密，以一甲基三氯硅烷MTS为先驱体，高纯度H

如图1所示，本发明PyC界面层表面CNS形貌图，在PyC层上可以观察到大量纳米相的存在。

采用万能试验机(CMT5304-30kN)测试SiCf/SiC复合材料的弯曲性能。测试参数为：试样尺寸为40×5×3mm