申请/专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所

申请日：2022-07-05

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN115304285B

主分类号：C03C14/00

分类号：C03C14/00;C03B19/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2022.11.25#实质审查的生效;2022.11.08#公开

摘要：本发明涉及性能各向异性复合材料的制备方法，具体涉及定向排列的短纤维增强低膨胀玻璃基复合材料的制备方法及复合材料。解决了现有技术所制备的复合材料中短纤维原料随机无序排布而无法实现某个方向上力学性能、热学性能提升的技术问题。本发明制备方法，包括以下步骤：1浆料制备；2注浆；3磁场中成型；4将脱模后的坯体进行干燥；5将干燥后的坯体在760℃～850℃进行真空无压烧结，得到定向排列的短纤维原料增强低膨胀玻璃基复合材料。本发明制备方法，在复合材料注浆成型过程中，通过强磁场的诱导，实现纤维在复合材料中的定向排列，获得在力学、热学等性能上具有各向异性的复合材料，满足在特殊环境应用下对复合材料性能的要求。

主权项：1.一种定向排列的短纤维增强低膨胀玻璃基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1浆料制备1.1分别称取原料总量50％～60％质量比的高硼硅玻璃粉原料、原料总量27％～33％质量比的β-锂霞石粉原料和原料总量10％～18％质量比的短纤维原料；所述高硼硅玻璃粉原料的粒径为0.5～0.9μm；所述β-锂霞石粉原料的粒径为0.2～0.9μm；所述短纤维原料为莫来石、氧化锆、氧化锌、钛酸铅、碳化硅、氮化硅、硼化锆、硫酸钙、玻璃纤维中的其中一种；所述短纤维原料的直径为0.5～5μm，短纤维原料的长径比为20～40；1.2将高硼硅玻璃粉原料、β-锂霞石粉原料加入到球磨罐中，加入占原料总量50％～94％质量比的高纯水，再加入占原料总量0.1％～0.5％质量比的分散剂溶液，加入直径为3～5mm的氧化锆球，球磨混合均匀，再加入相应的短纤维原料，继续球磨混合20～40分钟得到均匀浆料；氧化锆球的质量与原料总量的比为2:1；1.3将浆料过100～200目筛，过筛后的浆料在搅拌条件下调节pH值为8～11，得到均匀稳定的三元复合物浆料；1.4将三元复合物浆料中的气泡抽真空去除；2注浆将去除气泡的三元复合物浆料倾斜45度缓慢倒入预先制备好的具有一定湿度的模具中；所述具有一定湿度的模具中水分含量为15％～25％；3磁场中成型将步骤2中的模具放入磁场中，在磁场中进行磁化，完成纤维有序排列和复合材料的成型；浆料干燥后将模具取出，静置固化后，脱模；所述磁场的磁场强度为12～16T，重力场为1G～2G，在磁场中进行磁化的时间为30～45分钟；4将脱模后的坯体进行干燥；5将干燥后的坯体在760℃～850℃进行真空无压烧结，得到定向排列的短纤维增强低膨胀玻璃基复合材料。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院西安光学精密机械研究所 定向排列的短纤维增强低膨胀玻璃基复合材料的制备方法及复合材料

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