本发明涉及碳化硅复合材料领域，具体地，涉及高强度碳化硅复合材料及其制备方法。
背景技术：
：碳化硅材料以其良好的高强度、耐磨损、耐高温等性能，使得其广泛应用于各个领域，例如，在汽车零件、散热片、泵轴上，均广泛采用碳化硅材料制备。而随着使用领域及使用范围的不断扩大，对于材料的要求也越来越高，尤其是其抗折强度及抗压强度等，大大影响着其使用性能及使用范围。因此，提供一种能对常规碳化硅材料进行改性，进而加大其抗折强度及抗压强度等使用性能，从而扩大其使用范围的高强度碳化硅复合材料及其制备方法是本发明亟需解决的问题。技术实现要素：针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中碳化硅材料的抗折强度及抗压强度等抗折强度及抗压强度等大大影响着其使用性能及使用范围，而常规的碳化硅材料的强度等性能已使其在使用时具有一定的局限性的问题，从而提供一种能对常规碳化硅材料进行改性，进而加大其抗折强度及抗压强度等使用性能，从而扩大其使用范围的高强度碳化硅复合材料及其制备方法。为了实现上述目的，本发明提供了一种高强度碳化硅复合材料的制备方法，其中，所述制备方法包括：1）在溶剂存在的条件下，将碳化硅、丙烯酰胺、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺混合，制得浆料；2）向浆料中加入过硫酸盐混合，制得湿坯；3）将湿坯干燥，制得待烧结体；4）将待烧结体经预烧结和二次烧结，制得高强度碳化硅复合材料。本发明还提供了一种高强度碳化硅复合材料，其中，所述高强度碳化硅复合材料根据上述所述的制备方法制得。通过上述技术方案，本发明将碳化硅、丙烯酰胺、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺在溶剂中进行混合，制得浆料，而后向其中加入过硫酸盐进行混合反应，得到湿坯，再将上述湿坯干燥后再经预烧结和二次烧结，从而使得通过上述步骤及材料制得的碳化硅复合材料具有更好的抗折强度及抗压强度等使用性能，进一步提高了其使用范围。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本发明提供了一种高强度碳化硅复合材料的制备方法，其中，所述制备方法包括：1）在溶剂存在的条件下，将碳化硅、丙烯酰胺、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺混合，制得浆料；2）向浆料中加入过硫酸盐混合，制得湿坯；3）将湿坯干燥，制得待烧结体；4）将待烧结体经预烧结和二次烧结，制得高强度碳化硅复合材料。本发明将碳化硅、丙烯酰胺、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺在溶剂中进行混合，制得浆料，而后向其中加入过硫酸盐进行混合反应，得到湿坯，再将上述湿坯干燥后再经预烧结和二次烧结，从而使得通过上述步骤及材料制得的碳化硅复合材料具有更好的抗折强度及抗压强度等使用性能，进一步提高了其使用范围。这里的溶剂可以为事先即与其他原料混合好，例如，所述丙烯酰胺由丙烯酰胺水溶液提供；所述n,n'-亚甲基双丙烯酰胺由n,n'-亚甲基双丙烯酰胺水溶液提供。这里的水即为溶剂。进一步优选的实施方式中，所述丙烯酰胺水溶液中丙烯酰胺的浓度为1-5重量%；所述n,n'-亚甲基双丙烯酰胺水溶液中n,n'-亚甲基双丙烯酰胺的浓度为0.01-1重量%。当然，这里的水溶液中的溶质可以不完全溶解，当溶质饱和时，可以为悬浊液等存在形式，在此不多作赘述。进一步优选的实施方式中，相对于100重量份的所述碳化硅，所述丙烯酰胺的用量为5-20重量份，所述n,n'-亚甲基双丙烯酰的用量为0.5-2重量份。在本发明的一种优选的实施方式中，步骤1）中还可以包括加入聚乙烯吡咯烷酮进行混合。进一步优选的实施方式中，所述过硫酸盐可以选自过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的一种或多种。为了进一步提高其反应效率，一种优选的实施方式中，步骤2）中为置于温度为60-80℃的条件下进行混合，且混合时间为15-30min。进一步优选的实施方式中，步骤3）中干燥温度为100-200℃。更为优选的实施方式中，步骤4）中预烧结温度为1700-2000℃，预烧结时间为3-6h；二次烧结温度为1200-1500℃，二次烧结时间为7-10h。本发明还提供了一种高强度碳化硅复合材料，其中，所述高强度碳化硅复合材料根据上述所述的制备方法制得。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。实施例11）将100重量份碳化硅、丙烯酰胺水溶液（含有5重量份的丙烯酰胺，浓度为1重量%）、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺水溶液（含有0.5重量份的n,n'-亚甲基双丙烯酰胺，浓度为0.01重量%）和1重量份的聚乙烯吡咯烷酮混合，制得浆料；2）向浆料中加入过硫酸钠混合后置于温度为60℃的条件下反应15min，制得湿坯；3）将湿坯置于100℃的条件下干燥，制得待烧结体；4）将待烧结体经温度为1700℃的条件预烧结3h后，再经温度为1200℃的条件二次烧结7h，制得高强度碳化硅复合材料a1。实施例21）将100重量份碳化硅、丙烯酰胺水溶液（含有20重量份的丙烯酰胺，浓度为5重量%）、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺水溶液（含有2重量份的n,n'-亚甲基双丙烯酰胺，浓度为1重量%）和1重量份的聚乙烯吡咯烷酮混合，制得浆料；2）向浆料中加入过硫酸钠混合后置于温度为80℃的条件下反应30min，制得湿坯；3）将湿坯置于200℃的条件下干燥，制得待烧结体；4）将待烧结体经温度为2000℃的条件预烧结6h后，再经温度为1500℃的条件二次烧结10h，制得高强度碳化硅复合材料a2。实施例31）将100重量份碳化硅、丙烯酰胺水溶液（含有10重量份的丙烯酰胺，浓度为3重量%）、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺水溶液（含有1重量份的n,n'-亚甲基双丙烯酰胺，浓度为0.5重量%）和1重量份的聚乙烯吡咯烷酮混合，制得浆料；2）向浆料中加入过硫酸钠混合后置于温度为70℃的条件下反应25min，制得湿坯；3）将湿坯置于150℃的条件下干燥，制得待烧结体；4）将待烧结体经温度为1800℃的条件预烧结5h后，再经温度为130℃的条件二次烧结8h，制得高强度碳化硅复合材料a3。实施例4按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，步骤1）中不加入聚乙烯吡咯烷酮，制得高强度碳化硅复合材料a4。实施例5按照实施例2的制备方法进行制备，不同的是，步骤2）中为置于常温（即大约在20℃）下放置，制得高强度碳化硅复合材料a5。对比例1按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，不加入丙烯酰胺水溶液，制得碳化硅复合材料d1。对比例2按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，不加入n,n'-亚甲基双丙烯酰胺水溶液，制得碳化硅复合材料d2。对比例3按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，不经过步骤2），将浆料直接干燥烧结，制得碳化硅复合材料d3。对比例4按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，步骤4）中仅按照预烧结的条件烧结一次，不经过二次烧结，制得碳化硅复合材料d4。测试例将上述制得的a1-a5和d1-d4分别委托上海硅酸盐研究所无机材料分析测试中心的万能材料试验机检测其抗折强度和抗压强度，得到的结果如表1所示。表1编号抗折强度（mpa）抗压强度（mpa）a14622235a24552369a34672358a44362136a54382159d13521910d23291892d33461825d43371835以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。当前第1页12