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流延和压力浸渗法结合制备高层间剪切强度的Cf-SiCNWs/铝基复合材料方法 

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申请/专利权人:南京翔科复合材料有限公司

摘要:流延和压力浸渗法结合制备高层间剪切强度的Cf‑SiCNWs铝基复合材料方法,涉及一种制备铝基复合材料方法。目的是解决碳纤维铝基复合材料层间剪切弱的问题。方法:称取SiC纳米线、溶剂、分散剂、增塑剂、粘结剂制备SiC纳米线均匀分布的SiCNWs浆料,进行流延成型得到生坯,风干得到具有SiCNWs定向排列的流延片,在两层碳纤维之间放置数层流延片并加压浸渗。本发明通过流延成型的方法将SiCNWs团聚体打开并实现定向排列,层间的SiCNWs纳米线含量10vol%,定向排列和高含量的SiCNWs可充分发挥纳米线的强化效果。适用于大型复杂结构,方法简单,易于加工,在国防、航天航空等高技术领域拥有广阔的应用前景。

主权项:1.一种流延和压力浸渗法结合制备高层间剪切强度的Cf-SiCNWs铝基复合材料方法,其特征在于:流延和压力浸渗法结合制备高层间剪切强度的Cf-SiCNWs铝基复合材料方法按以下步骤进行:一、SiC纳米线分散:按质量份数分别称取5~25%的SiC纳米线、25~50%的溶剂、0.05~1%的分散剂、2~10%的增塑剂和余量的粘结剂作为原料;将SiC纳米线、溶剂和分散剂放入容器内超声处理得到SiC纳米线预分散浆料;然后将SiC纳米线预分散浆料的球磨容器内加入增塑剂和粘结剂,再加入球磨球球磨,得到SiC纳米线均匀分布的SiCNWs浆料;二、制备SiCNWs流延片:将步骤一得到的SiCNWs浆料进行流延成型得到生坯,然后风干,得到具有SiCNWs定向排列的流延片,裁剪至合适尺寸;三、制备预制体:将碳纤维进行铺层,在两层碳纤维之间放置数层步骤二的流延片,流延片中的SiCNWs排列方向垂直于碳纤维方向,得到坯料;然后将坯料放置电炉内预热得到预制体;同时将铝材在温度为660~900℃条件下熔炼1~6h,得到铝溶液;所述碳纤维为聚丙烯腈碳纤维、沥青碳纤维和黏胶碳纤维的一种或几种组合;碳纤维为单向碳纤维;所述预热预热工艺为:在400~600℃条件下保温1~4h;在400~600℃条件下,流延片中的有机物质会挥发,达到去脂效果;四、复合材料制备:将步骤三熔炼的铝溶液加压浸渗至所得预制体内,然后脱模自然冷却,得到Cf-SiCNWs铝基复合材料;所述加压浸渗工艺为:在压力为20~300MPa条件下保压2~20min。

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