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METHOD FOR PREPARING, BY 3D PRINTING, CARBON FIBER REINFORCED SIC CERAMIC MATRIX COMPOSITE MATERIAL
A method for preparing, by 3D printing, a carbon fiber reinforced SiC ceramic matrix composite material. Said method comprises: mixing a SiC powder with a chopped carbon fiber and a binder so as to obtain a mixed powder; using the mixed powder to perform selective laser sintering and forming, so as to obtain a SiC/chopped carbon fiber green body; purifying the surface of the SiC/chopped carbon fiber green body, and then performing a carbonization treatment, then soaking same with an organic carbon precursor solution, drying same, and then performing a secondary carbonization treatment, so as to obtain a SiC/chopped carbon fiber/carbon blank; and performing a densification treatment thereon by using a liquid-phase siliconizing method, so as to obtain the carbon fiber reinforced SiC ceramic matrix composite material. The secondary carbonization can not only take advantage of the residual phases after pyrolysis and curing of the carbon precursor so as to increase the strength of the green body for facilitating subsequent operations, but also facilitate the toughening effect of the chopped carbon fiber; in addition, the spatial reticulate secondary carbon formed after carbonization and cracking can further enhance the mechanical properties of the composite material.
Un procédé de préparation, par impression 3D, d'un matériau composite à matrice céramique au SiC renforcée par des fibres de carbone. Ledit procédé comprend : le mélange d'une poudre de SiC avec une fibre de carbone coupée et un liant de façon à obtenir une poudre mélangée ; l'utilisation de la poudre mélangée pour réaliser un frittage laser sélectif et la formation, de façon à obtenir une ébauche crue de SiC/fibre de carbone coupée ; la purification de la surface de l'ébauche crue de SiC/fibre de carbone coupée, après quoi la réalisation d'un traitement de carbonisation, puis le trempage de cette dernière dans une solution de précurseur de carbone organique, son séchage, puis la réalisation d'un traitement de carbonisation secondaire, de façon à obtenir une ébauche de SiC/fibre de carbone coupée/carbone ; et la réalisation d'un traitement de densification sur ladite ébauche par mise en œuvre d'un procédé de siliciuration en phase liquide, de façon à obtenir le matériau composite à matrice céramique au SiC renforcée par des fibres de carbone. La carbonisation secondaire peut non seulement tirer parti des phases résiduelles après pyrolyse et durcissement du précurseur de carbone de façon à augmenter la résistance de l'ébauche crue pour faciliter des manœuvres ultérieures, mais facilite également l'effet d'accroissement de résistance de la fibre de carbone coupée ; de plus, le carbone secondaire à structure spatiale réticulée formé après carbonisation et craquage peut en outre améliorer les propriétés mécaniques du matériau composite.
一种3D打印制备碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料的方法，该方法包括：将SiC粉体与短切碳纤维、粘结剂混合得到混合粉体；利用混合粉体进行激光选区烧结成形，得到SiC/短切碳纤维生坯；将SiC/短切碳纤维生坯表面清粉后进行碳化处理，然后对其浸渗有机碳前驱体溶液，干燥后进行二次碳化处理得到SiC/短切碳纤维/碳素坯；采用液相渗硅法对其进行致密化处理，获得碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料。二次碳化不仅可以借助碳前驱体固化热解后残留相，增大坯体强度便于后续操作，而且有利于短切碳纤维增韧作用的发挥；此外，碳化裂解后形成的空间网状次生碳可以进一步增强复合材料的力学性能。
METHOD FOR PREPARING, BY 3D PRINTING, CARBON FIBER REINFORCED SIC CERAMIC MATRIX COMPOSITE MATERIAL
A method for preparing, by 3D printing, a carbon fiber reinforced SiC ceramic matrix composite material. Said method comprises: mixing a SiC powder with a chopped carbon fiber and a binder so as to obtain a mixed powder; using the mixed powder to perform selective laser sintering and forming, so as to obtain a SiC/chopped carbon fiber green body; purifying the surface of the SiC/chopped carbon fiber green body, and then performing a carbonization treatment, then soaking same with an organic carbon precursor solution, drying same, and then performing a secondary carbonization treatment, so as to obtain a SiC/chopped carbon fiber/carbon blank; and performing a densification treatment thereon by using a liquid-phase siliconizing method, so as to obtain the carbon fiber reinforced SiC ceramic matrix composite material. The secondary carbonization can not only take advantage of the residual phases after pyrolysis and curing of the carbon precursor so as to increase the strength of the green body for facilitating subsequent operations, but also facilitate the toughening effect of the chopped carbon fiber; in addition, the spatial reticulate secondary carbon formed after carbonization and cracking can further enhance the mechanical properties of the composite material.
Un procédé de préparation, par impression 3D, d'un matériau composite à matrice céramique au SiC renforcée par des fibres de carbone. Ledit procédé comprend : le mélange d'une poudre de SiC avec une fibre de carbone coupée et un liant de façon à obtenir une poudre mélangée ; l'utilisation de la poudre mélangée pour réaliser un frittage laser sélectif et la formation, de façon à obtenir une ébauche crue de SiC/fibre de carbone coupée ; la purification de la surface de l'ébauche crue de SiC/fibre de carbone coupée, après quoi la réalisation d'un traitement de carbonisation, puis le trempage de cette dernière dans une solution de précurseur de carbone organique, son séchage, puis la réalisation d'un traitement de carbonisation secondaire, de façon à obtenir une ébauche de SiC/fibre de carbone coupée/carbone ; et la réalisation d'un traitement de densification sur ladite ébauche par mise en œuvre d'un procédé de siliciuration en phase liquide, de façon à obtenir le matériau composite à matrice céramique au SiC renforcée par des fibres de carbone. La carbonisation secondaire peut non seulement tirer parti des phases résiduelles après pyrolyse et durcissement du précurseur de carbone de façon à augmenter la résistance de l'ébauche crue pour faciliter des manœuvres ultérieures, mais facilite également l'effet d'accroissement de résistance de la fibre de carbone coupée ; de plus, le carbone secondaire à structure spatiale réticulée formé après carbonisation et craquage peut en outre améliorer les propriétés mécaniques du matériau composite.
一种3D打印制备碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料的方法，该方法包括：将SiC粉体与短切碳纤维、粘结剂混合得到混合粉体；利用混合粉体进行激光选区烧结成形，得到SiC/短切碳纤维生坯；将SiC/短切碳纤维生坯表面清粉后进行碳化处理，然后对其浸渗有机碳前驱体溶液，干燥后进行二次碳化处理得到SiC/短切碳纤维/碳素坯；采用液相渗硅法对其进行致密化处理，获得碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料。二次碳化不仅可以借助碳前驱体固化热解后残留相，增大坯体强度便于后续操作，而且有利于短切碳纤维增韧作用的发挥；此外，碳化裂解后形成的空间网状次生碳可以进一步增强复合材料的力学性能。
METHOD FOR PREPARING, BY 3D PRINTING, CARBON FIBER REINFORCED SIC CERAMIC MATRIX COMPOSITE MATERIAL
PROCÉDÉ DE PRÉPARATION, PAR IMPRESSION 3D, D'UN MATÉRIAU COMPOSITE À MATRICE CÉRAMIQUE AU SIC RENFORCÉE PAR DES FIBRES DE CARBONE
3D打印制备碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料的方法
LI CHENHUI (Autor:in) / ZOU YANG (Autor:in) / SHI YUSHENG (Autor:in) / HU LIANG (Autor:in) / LIU JIANGAN (Autor:in) / WU JIAMIN (Autor:in)
24.06.2021
Patent
Elektronische Ressource
Chinesisch
Method for preparing fiber reinforced ceramic matrix composite material
| Europäisches Patentamt | 2022
| Europäisches Patentamt | 2020
| Europäisches Patentamt | 2023
Carbon fiber reinforced ceramic matrix composite material and preparation method thereof
| Europäisches Patentamt | 2021
Method for preparing carbon-reinforced metal-ceramic composite material
| Europäisches Patentamt | 2022