1.一种石墨烯/SiCnw复合薄膜改性碳纤维复合材料,其特征在于:
包括复合预制体,所述复合预制体浸渍液态树脂固化后即得到所述复合材料;
所述复合预制体包括多层碳纤维布,所述多层碳纤维布之间嵌入石墨烯/SiCnw复合薄膜;所述石墨烯/SiCnw复合薄膜为SiCnw均匀穿插分布于石墨烯片层间的自支撑石墨烯/SiCnw复合薄膜;
所述石墨烯/SiCnw复合薄膜的制备方法包括以下步骤:将石墨烯/SiCnw分散液通过微孔滤膜真空辅助自组装法制备石墨烯/SiCnw复合体,然后将滤物进行冷冻,经过冷冻干燥处理和热处理后得到自支撑的石墨烯/SiCnw复合薄膜。
2.根据权利要求1所述的石墨烯/SiCnw复合薄膜改性碳纤维复合材料,其特征在于,所述石墨烯/SiCnw复合薄膜中SiCnw的含量为0.1~20 wt.%,所述石墨烯/SiCnw复合薄膜的厚度为100~150μm。
3.根据权利要求1所述的石墨烯/SiCnw复合薄膜改性碳纤维复合材料,其特征在于,所述石墨烯为单层或多层石墨烯,其平面直径为0.5~50μm。
4.根据权利要求1所述的石墨烯/SiCnw复合薄膜改性碳纤维复合材料,其特征在于,所述SiCnw为β型SiC,其直径为100~600 nm,长度为20~100μm。
5.根据权利要求1所述的石墨烯/SiCnw复合薄膜改性碳纤维复合材料,其特征在于,所述液态树脂为低粘度环氧树脂或不饱和聚酯树脂与固化剂的混合物,树脂粘度为800~
1400mPas。
6.根据权利要求1所述的石墨烯/SiCnw复合薄膜改性碳纤维复合材料,其特征在于,所述石墨烯/SiCnw复合薄膜的制备方法中,所述冷冻的温度为‑18ºC;所述冷冻干燥处理是在冷冻干燥机中进行的,时间为24~36 h;所述热处理的温度为150~450ºC,时间为1~2h。
7.权利要求1‑6任一所述石墨烯/SiCnw复合薄膜改性碳纤维复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)石墨烯/SiCnw混合分散液的配制:分别将石墨烯和SiCnw加入到分散剂溶液中,超声处理得到石墨烯分散液和SiCnw分散液,然后将SiCnw分散液加入到石墨烯分散液中,高速剪切匀浆处理配制成石墨烯/SiCnw混合分散液;
(2)石墨烯/SiCnw复合薄膜的制备;
(3)改性碳纤维复合材料的制备:将石墨烯/SiCnw复合薄膜嵌入碳纤维布的层间得到复合预制体,由真空灌注工艺使复合预制体浸渍液态树脂,加热加压固化后即得到所述的石墨烯/SiCnw复合薄膜改性碳纤维复合材料。
8.根据权利要求7所述的石墨烯/SiCnw复合薄膜改性碳纤维复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的分散剂为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚电解质类分散剂中的任意一种;所述分散剂溶液的浓度为0.5~2 mg/ml;所述石墨烯分散液和SiCnw分散液的浓度为
0.5~5mg/ml。
9.根据权利要求7所述的石墨烯/SiCnw复合薄膜改性碳纤维复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述超声处理的条件为:30~150W功率下超声处理3~10min;所述高速剪切匀浆处理的条件为:转速为8000~15000rpm,处理时间为5~10min。
10.根据权利要求7所述的石墨烯/SiCnw复合薄膜改性碳纤维复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述真空灌注工艺的条件为:50 ºC、真空度为0.01~0.1MPa;所述加热加压固化条件:压力为5~15MPa,70~90ºC固化1~2h,再升温至120~160ºC后固化2~
3h。