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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明涉及一种Cf‑定向SiCNWs@VGNs微纳多尺度强韧化碳基复合材料及制备方法，首先采用CVD法以SiO2、Si、C混合粉体作为原料，以催化剂辅助气‑液‑固生长机理在低密度CC复合材料表面制备高密度定向SiC纳米线，所得的SiC纳米线尺寸均一，以放射状原位生长在碳纤维表面。然后通过LPCVD法以甲醇为碳源在上述的SiC纳米线表面沉积VGNs，石墨烯在SiC纳米线表面原位均匀生长，大量的石墨烯片垂直地生长在SiC纳米线的表面。本发明所提供的技术方案，制备方法简单，原料成本低、制备工艺简单、可重复性强，产量高，能够制备出形状复杂的复合材料构件，极具大规模工业生产的潜力。

主权项：1.一种Cf-定向SiCNWs@VGNs微纳多尺度强韧化碳基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：采用等温化学气相渗透工艺，将碳纤维预制体制备密度为0.7～1.0gcm3的低密度CC复合材料；步骤2、催化剂的负载：将步骤1获得的低密度CC复合材料放入金属盐催化剂乙醇溶液中，浸泡1～6h后烘干，获得负载有催化剂的低密度CC复合材料；步骤3、化学气相沉积CVD工艺制备含有Cf-定向SiCNWs的低密度CC复合材料：将粉料平铺于氧化炉坩埚内，将步骤2获得的负载有催化剂的低密度CC复合材料置于粉料的上方，将氧化炉坩埚置于化学气相沉积炉的高温区，抽真空，以10～200mLmin的流量将Ar充入化学气相沉积炉内；然后以5～10℃min的升温速率升温至1300～1800℃，保温1～10h，沉积结束后随炉降至室温，得到生长有Cf-定向SiCNWs的低密度CC复合材料；所述粉料为质量比为1:0.1～0.5:0.3～0.7的SiO2、Si和C粉体的混合粉料；步骤4、低压化学气相沉积LPCVD法制备含有Cf-定向SiCNWs@VGNs的低密度CC复合材料：将步骤3获得的含有Cf-定向SiCNWs的低密度CC复合材料放置于立式化学气相沉积炉的石墨模具中以5～10℃min的升温速率升温至850～1200℃后，调节化学气相沉积泵的速率为20～70％，打开甲醇进气阀，控制沉积炉内压力为5～20kPa，沉积时间为0.1～10h；沉积结束后随炉降至室温，得到含有Cf-定向SiCNWs@VGNs的低密度CC复合材料；步骤5、等温CVI工艺致密化含有Cf-定向SiCNWs@VGNs的低密度CC复合材料：将步骤4得到的含有Cf-定向SiCNWs@VGNs的低密度CC复合材料置于立式CVI管式炉中，待管式炉抽真空至-0.09MPa以下并保压10～40min后，通入流量为1000～3000mLmin的Ar保护气，然后以5～10℃min的升温速率升温至1000～1300℃；待炉内温度达到设定温度后通入流量为500～1500mLmin的CH4气体，沉积时间为1～5h；沉积结束后随炉降温，得到Cf-定向SiCNWs@VGNs微纳多尺度强韧化碳基复合材料。

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