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申请/专利权人：中国科学院金属研究所
摘要：本文公开了硅‑硼双原子掺杂改性制备碳气凝胶复合材料及其制备，属于新型轻质碳基复合材料领域。该方法采用共混共聚法将硅、硼原子引入线性酚醛树脂分子链中，并采用预氧丝碳纤维作为增强体，生成硅‑硼双原子掺杂有机气凝胶前驱体，其在炭化后，一方面改性原子形成玻璃相包覆在碳气凝胶颗粒骨架上，使骨架增粗且碳颗粒之间的连接面积增大，大幅提高骨架强度；另一方面，改性硅‑硼双原子以纤维增强体作为模板，在纤维与基体界面形成可大幅度钝化、偏转裂纹的微米级玻璃圆管结构，此圆管结构还可保障纤维在断裂过程中顺利拔出，从而显著增强纤维的拔出增韧作用，最终制备出硅‑硼双原子掺杂改性的碳气凝胶复合材料。
主权项：1.硅-硼双原子掺杂改性制备碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）硅-硼改性树脂的合成：将线性酚醛树脂、硅烷改性剂、催化剂混合均匀，所得溶液在常压下回流反应，随后减压蒸馏去除副产物和未反应硅改性剂，得到硅改性线性酚醛树脂；将硅改性酚醛树脂与硼改性剂、溶剂混合均匀，在常压下回流反应，减压蒸馏去除溶剂后得到硅-硼改性线性酚醛树脂；（2）硅-硼改性酚醛树脂前驱体溶液的配制：将步骤（1）所得的硅-硼改性树脂与稀释剂、添加剂混合均匀，得到硅-硼改性树脂前驱体溶液；（3）真空浸渍纤维增强体：将2.5D聚丙烯腈基预氧丝纤维增强体放入真空浸渍罐中，当罐内压力达到要求时，将步骤（2）所得的硅-硼改性树脂前驱体溶液导入真空浸渍罐中，并真空保压一定时间，使得树脂前驱体溶液充分浸渍纤维增强体；（4）凝胶反应诱导相分离：将浸渍好的纤维增强体放入烘箱中，加热并保温一段时间；得到聚丙烯腈基预氧丝纤维增强的硅-硼改性树脂湿凝胶复合材料；（5）常压干燥与真空炭化：将步骤（4）得到的湿凝胶干燥，得到聚丙烯腈基预氧丝纤维增强的硅-硼改性树脂干凝胶复合材料；将获得的干凝胶复合材料其置于真空炭化炉中进行炭化裂解，最终得到碳气凝胶复合材料。
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权利要求：
百度查询： 中国科学院金属研究所 硅-硼双原子掺杂改性制备碳气凝胶复合材料及其制备
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