一种新型高强度氧化物陶瓷基复合材料及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种新型高强度氧化物陶瓷基复合材料，其特征在于：包括氧化物基体、氧化物纤维预制体以及设置于所述基体和所述纤维预制体之间的界面相；所述基体为mullite-al2o3；所述纤维预制体为三维编织的氧化铝纤维预制体，纤维体积分数为30％～60％，所述的氧化铝纤维为连续纤维，直径为10μm～12μm；所述的界面相为lapo4界面，厚度为50nm～100nm。2.一种新型高强度氧化物陶瓷基复合材料的制备方法，包括以下顺序步骤：(1)采用三维编织技术，将氧化铝纤维制备成纤维预制体，预制体规格为(10～200)
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(10～200)
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(2～10)mm3的平板状纤维预制体；所述的三维编织工艺为三维四向编织工艺、三维五向编织、三维六向编织或是三维七向编织工艺。(2)将步骤(1)的纤维预制体置于管式炉中，在600℃～900℃空气环境下煅烧30min～60min；(3)将制备磷酸镧的前驱体溶液在＜5℃的低温环境中保存15min～20min，按照原子比镧∶磷＝0.8∶1～1.2∶1的比例，在＜5℃环境下将制备磷酸镧的前驱体溶液混合配置成质量浓度为20g/l～100g/l的磷酸镧混合液；所述的制备磷酸镧的前驱体溶液为磷酸水溶液和柠檬酸镧水溶液组合或植酸水溶液和硝酸镧水溶液组合；(4)室温下，将步骤(2)中煅烧后的纤维预制体浸入步骤(3)中制得的磷酸镧混合溶液15min～30min，取出纤维预制体浸入80℃～90℃恒温去离子水浴中保温5min～10min；(5)将步骤(4)中浸渍后的纤维预制体取出，用去离子水清洗，置于100℃～120℃烘箱中干燥30min～60min，快速放入500℃～800℃管式炉中保温5min～10min后取出；(6)重复步骤(4)～(5)，重复5次～10次后，得到具有不同磷酸镧厚度的纤维预制体；(7)将步骤(6)中的纤维预制体在700℃～1100℃高温热处理30min～60min后，制得具有lapo4界面的氧化物纤维预制体；(8)将步骤(7)中的具有lapo4界面的氧化物纤维预制体放入化学气相沉积炉内，抽真空至2kpa后，以5℃/min～10℃/min升温速率升温至400℃～600℃，通入流量为100ml/min～200ml/min和0ml/min～200ml/min的h2将alcl3和sicl4分别带入反应室，同时通入流量为0ml/min～600ml/min的h2和100ml/min～200ml/min的co2气体，沉积40h～60h；再以相同升温速率升温至1000℃～1100℃，沉积20h～40h，得到mullite-al2o3复合材料；(9)将步骤(8)中的mullite-al2o3复合材料置于箱式炉中，以5℃/min～10℃/min升温速率至1200℃～1250℃，保温1～2h将基体中的非α-al2o3相转变为α-al2o3相，制得含lapo4界面的mullite-al2o3复合材料。

技术总结
本发明属于氧化物陶瓷基复合材料领域，具体提供一种新型高强度氧化物陶瓷基复合材料及其制备方法。本发明的一种新型高强度氧化物陶瓷基复合材料，包括Mullite-Al2O3基体、氧化铝纤维预制体以及处于基体和纤维预制体之间的LaPO4界面相组成。制备方法包括以下步骤：将氧化铝纤维编织成预制体，经溶胶-凝胶法制备LaPO4界面后，以化学气相渗透法制备Mullite-Al2O3基体得到复合材料。本发明提供一种可在纤维与基体间具有足够损伤容限的适当弱结合界面且以低温制备高致密度基体的氧化物陶瓷基复合材料，在减少纤维损伤的同时还能提高复合材料的断裂功和断裂应变，能满足航空航天领域对高性能材料的需求。域对高性能材料的需求。域对高性能材料的需求。


技术研发人员：杨丽霞 钟伯锋 张俊雄 陈照峰 廖家豪 寇宗德
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2020.07.16
技术公布日：2022/1/17