【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及纖維增強陶瓷基復合材料，尤其涉及一種具有體積濃度梯度的氧化鋁纖維增強陶瓷基復合材料及其制備方法。
技術介紹
0、技術背景
1、連續氧化鋁纖維增強的陶瓷基復合材料具有優異的耐高溫、抗氧化、良好的力學性能及隔熱性能，在航空、航天、核能等領域中應用前景廣泛。在三維織物上采用真空浸漬、干燥、熱處理成型的工藝，通常使用氧化鋁纖維編織成纖維預制體，然后經過浸漬、干燥、致密化處理，再經過高溫熱處理，最終得到增強的陶瓷基復合材料。
2、張珂，許平，張超，等.國產al2o3f/al2o3復合材料的室溫和1000℃拉伸性能[j].材料工程.研究了國產al2o3f/al2o3復合材料的室溫和1000℃拉伸力學性能，結果表明，國產al2o3f/al2o3復合材料抗拉強度已達到國外nextel610/al2o3水平。界面結合強度是影響抗拉強度的主要因素。界面結合強度較低，纖維拔出長且分散，抗拉強度高。界面結合強度較高，發生纖維束斷裂，且纖維拔出變短，抗拉強度低。該論文展示出國產al2o3f/al2o3復合材料原料不差于國外，但是對于具體如何制造al2o3f/al2o3復合材料并未提及。
3、鐘文麗，劉一暢，秦高磊，等.含lapo4界面相的氧化鋁纖維增強陶瓷基透波復合材料的制備和性能研究[j].空軍工程大學學報.以氧化鋁纖維為增強體，以氧化鋁漿料、莫來石溶膠為基體，磷酸鑭作為界面層材料，制備出了氧化鋁纖維增強陶瓷基復合材料，并對復合材料在室溫以及1200℃的拉伸強度進行表征，同時通過掃描電鏡觀察其破壞規律。
4、申請號cn114409420a公開了一種氧化鋁纖維增強莫來石陶瓷基復合材料及其制備方法，涉及纖維增強陶瓷復合材料
，該方法的制備步驟包括：球磨制備莫來石溶膠；氧化鋁纖維布的預處理；磷酸鑭界面層制備；真空-熱壓成型以及致密化，最終得到氧化鋁纖維增強莫來石陶瓷基復合材料成品。這種方法采用氧化鋁纖維作為增強相來增強氧化鋁基體的強度，制備工藝簡單，制備的成品高溫力學性能優異，此專利技術提供的氧化鋁纖維增強莫來石陶瓷基復合材料是在氧化鋁纖維表面制備了磷酸鑭界面層，可以有效改善纖維與基體之間的強結合。其次，采用莫來石粉與莫來石溶膠混合球磨制備莫來石溶膠，低燒結活性的莫來石粉顆粒作為填料，高燒結活性的莫來石溶膠顆粒作為粘結劑，可以在提高浸漬效率的同時，保持基體的燒結活性。最后，此專利技術提供的復合材料具有優異的高溫力學性能，并且其制備方法簡單易行、成本低、周期短，但是其對于復合材料的隔熱性能并不關注。
5、申請號cn116375486a涉及一種快速低成本制備氧化鋁纖維增強氧化鋁陶瓷基復合材料的方法。該方法包括：對氧化鋁纖維預制體進行預處理，去除浸潤劑；制備磷酸鑭界面漿料；將預處理后的氧化鋁纖維預制體在磷酸鑭界面漿料中進行真空浸漬，然后進行干燥、燒結，得到含有磷酸鑭界面層的預制體；制備氧化鋁漿料；將含有磷酸鑭界面層的預制體在氧化鋁漿料中進行真空浸漬，然后進行干燥，得到片狀預浸料；將氧化鋁漿料通過流延成型制備氧化鋁生料片；將氧化鋁生料片與片狀預浸料相間鋪排于模具中，然后進行燒結，得到氧化鋁纖維增強氧化鋁陶瓷基復合材料。此專利技術能夠實現短周期、低成本制備高性能連續氧化鋁纖維增強氧化鋁復合材料，對該材料產業化具有重要意義，但是其同樣對于復合材料的隔熱性能并不關注。
6、申請號cn115196984a涉及一種以三維編織界面改性連續氧化鋁纖維增強氧化物陶瓷基復合材料及其制備方法。本專利技術的制備方法包括如下步驟：首先編織復合了氧化物粉體的三維結構氧化鋁纖維預制體；以聚鋯釔氧烷為前驅體溶液，采用先驅體浸漬熱解法獲得氧化釔穩定氧化鋯(ysz)界面；以氧化物有機聚合物為前驅體溶液，再次采用先驅體浸漬熱解法復合氧化物基體，經高溫燒結獲得含ysz弱界面的氧化鋁纖維增強氧化物陶瓷基復合材料。ysz弱界面顯著提高復合材料強度、斷裂韌性和破壞容限。此專利技術采用的先驅體浸漬熱解法能夠極大避免纖維腐蝕與高溫損傷，并可實現凈尺寸成型，獲得高致密基體。但是專利技術中對其性能優勢缺乏具體表述，并且并不提及隔熱性能方面。
7、申請號cn118164772a提供了一種高致密制備氧化鋁纖維增強氧化鋁陶瓷基復合材料及其低溫制備方法。該方法包括對氧化鋁纖維預制體進行預處理除膠；制備磷酸鑭界面溶液，將預處理后的氧化鋁纖維預制體充分浸潤在磷酸鑭界面溶液中進行真空浸漬，取出后進行靜置低溫烘干、低溫預燒結，并循環多次，直至界面層達到設定厚度，得到含有磷酸鑭界面層的預制體；制備含氟化鋰的鋁溶膠，將含有磷酸鑭界面層的預制體在含氟化鋰的鋁溶膠中進行真空浸漬，取出后靜置低溫烘干，低溫預燒結，循環多次后，直至增重量小于1wt％，進行空氣氣氛下的常壓燒結，得到含有磷酸鑭界面層的氧化鋁纖維增強氧化鋁陶瓷基復合材料。此專利技術通過在氧化鋁基體中均勻添加氟化鋰，保證了材料在較低的燒結溫度下獲得高結晶度、高致密度、低氣孔率、低纖維損傷的高性能連續氧化鋁纖維增強氧化鋁復合材料，降低了氧化鋁基體燒結、致密化溫度，避免了高溫燒結對氧化纖維的損失，提高了復合材料力學性能，提高了該材料在實際生產中的應用潛力，但是其同樣對于復合材料的隔熱性能并不關注。
8、申請號cn118005383a公開了一種氧化鋁纖維增強氧化鋁基復合材料的制備方法，該方法包括：將樹脂、分散劑、燒結助劑和氧化鋁粉體按比例混合后進行球磨，得到氧化鋁漿料；采用脫氣后的氧化鋁漿料對脫膠后的氧化鋁編織件進行真空浸漬；浸漬結束后，放入模壓模具內，施加一定壓力，后卸壓；接著連同模壓模具進行高溫處理，冷卻后卸下模具，重復真空浸漬和高溫處理，直至氧化鋁編織件的增重率降低至1％以下，得到復合材料粗坯；采用氧化鋁溶膠對粗坯進行真空浸漬；將浸漬后的粗坯進行烘干和高溫處理后，自然冷卻；重復真空浸漬-烘干-高溫處理，直至粗坯的增重率降低至1％以下，得到復合材料。采用此方法能較短的周期內實現高性能復合材料的制備。這種方法縮短了復合材料的制備周期，但是其同樣對于復合材料的隔熱性能并不關注，而且相比于其他產品并沒有性能上的提升。
9、以上專利技術對于提升纖維增強陶瓷基復合材料制備速度、力學性能等方面有很大價值，但缺乏對隔熱性能的注重和提升。
10、申請號cn117264144a涉及一種具有高強度和超低熱導率的多孔結構cnts/si-o-c復合材料及其制備方法，所述方法為：將三乙烯基硅烷和巰基丙酸酯混均，得到第一混合液；往第一混合液中加入cnts并混勻，得到第二混合液，往第二混合液中加入光引發劑并混勻，得到cnts改性s本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種具有體積濃度梯度分布的氧化鋁纖維增強莫來石陶瓷基復合材料，由連續氧化鋁纖維布、莫來石陶瓷基體構成，其特征在于所述的連續氧化鋁纖維布呈體積濃度梯度分布，中心處氧化鋁纖維的體積密度為50～60％，沿中心向外方向氧化鋁纖維的體積密度逐漸增加，表層氧化鋁纖維的體積密度為70～80％；所述的莫來石陶瓷基體呈體積濃度梯度分布，中心處莫來石陶瓷的體積密度為10～20％，沿中心向外方向莫來石陶瓷的體積密度逐漸增加，表層莫來石陶瓷的體積密度為20～30％；表層氧化鋁纖維和莫來石陶瓷形成致密結構，中心處形成多孔結構，從而實現力學性能和隔熱性能的協同提升。
2.一種權利要求1所述的具有體積濃度梯度的氧化鋁纖維增強莫來石陶瓷基復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種具有體積濃度梯度分布的氧化鋁纖維增強莫來石陶瓷基復合材料，由連續氧化鋁纖維布、莫來石陶瓷基體構成，其特征在于所述的連續氧化鋁纖維布呈體積濃度梯度分布，中心處氧化鋁纖維的體積密度為50～60％，沿中心向外方向氧化鋁纖維的體積密度逐漸增加，表層氧化鋁纖維的體積密度為70～80％；所述的莫來石陶瓷基體呈體積濃度梯度分布，中心處莫來石陶...
【專利技術屬性】
技術研發人員：葉信立，鄭凱，徐朋毅，徐劍青，羅睿，馬小民，張俊雄，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：發明
國別省市：
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