1.一种SiC纳米纤维非织造材料的制备方法,其特征在于:以碳纤维为碳源和基底,含碳的干凝胶粉为获得SiO与CO反应气体的原料,在坩埚内,通过高温碳热还原法合成SiC纳米纤维毡,采用滚压法滚压SiC纳米纤维毡,获得自支撑的纳米纤维非织造材料。
2.根据权利要求1所述的一种SiC纳米纤维非织造材料的制备方法,其特征在于:所述的含碳干凝胶粉置于坩埚底部,碳纤维置于干凝胶粉的上部,两者分离,高温下在密闭的坩埚内部发生气-固反应生成碳化硅纳米纤维毡。
3.根据权利要求1所述的一种SiC纳米纤维非织造材料的制备方法,其特征在于:所述的高温碳热还原法合成SiC纳米纤维毡的工艺过程是:
1)首先通过溶胶-凝胶法制备含碳凝胶,含碳的干凝胶粉是以炭黑或可膨胀石墨为碳源,硅酸或正硅酸乙酯为硅源;
2)凝胶干燥后,研磨成粉状的干凝胶粉和硅粉按质量比1~4:1均匀混合,置于石墨坩埚底部,碳纤维置于干凝胶粉的上部,并放入高温气氛箱式炉内,抽真空并充入保护气体;
3)升温到1300~1600℃,保温烧结3~6 h,随炉自然冷却至常温,取出样品,发现黑色的碳纤维变成了绿色SiC纳米纤维,经表征该产物为单晶3C-SiC纳米纤维毡。
4.根据权利要求3所述的一种SiC纳米纤维非织造材料的制备方法,其特征在于:所述将烧制得的蓬松状SiC纳米纤维毡置于玻璃基板上,再施加均匀的力滚压,排除纳米纤维之间的空隙;这些相互贯通,紧密接触的SiC纳米纤维依靠自身间的相互缠绕和范德华力,获得高强度的SiC纳米纤维非织造材料。
5.根据权利要求3所述的一种SiC纳米纤维非织造材料的制备方法,其特征在于,所述含碳的干凝胶粉制备:包括以正硅酸乙酯为硅源的溶胶-凝胶工艺,是将正硅酸乙酯溶解于无水乙醇中,加入草酸以加速正硅酸乙酯水解,然后加入炭黑或可膨胀石墨,磁力搅拌配制混合凝胶;其中正硅酸乙酯和炭黑或可膨胀石墨比例,保证碳与硅的摩尔比为1:0.5~-4
2,正硅酸乙酯、无水乙醇、水和草酸的摩尔比为1:0.86:4:7.2×10 ,草酸稀释至0.01mol/L。
6.根据权利要求3所述的一种SiC纳米纤维非织造材料的制备方法,其特征在于,所述的含碳的干凝胶粉制备:包括以硅酸为硅源的溶胶-凝胶工艺,是将盐酸加入水玻璃来制备硅酸溶胶,然后加入炭黑或可膨胀石墨,磁力搅拌配制混合凝胶;其中水玻璃与炭黑或可膨胀石墨比例,保证碳与硅的摩尔比为1:0.5~2。