1.一种C/C-SiC复合材料,其特征在于,所述C/C-SiC复合材料为多层对称梯度结构,所述多层对称梯度结构从内层到外层依次为中间层和上下对称的第二层短切碳纤维增强碳化硅层、上下对称的第一层短切碳纤维增强碳化硅层,所述第一层短切碳纤维增强碳化硅层的碳纤维含量小于第二层短切碳纤维增强碳化硅层,所述中间层为90°和45°平纹碳纤维布交错叠加增强增韧夹层。
2.根据权利要求1所述C/C-SiC复合材料,其特征在于,所述第一层短切碳纤维增强碳化硅层为0.5~12mm短切碳纤维增强碳化硅层,碳纤维含量为20vol%~55 vol %,所述第二层短切碳纤维增强碳化硅层为3~25mm短切碳纤维增强碳化硅层,碳纤维含量为25vol%~
60 vol %。
3.根据权利要求1所述C/C-SiC复合材料,其特征在于,所述第一层短切碳纤维增强碳化硅层为3~6mm短切碳纤维增强碳化硅层,碳纤维含量为20vol%~30 vol %,所述第二层短切碳纤维增强碳化硅层为6~10mm短切碳纤维增强碳化硅层,碳纤维含量为50vol%~60 vol %。
4.一种C/C-SiC复合材料的制备方法,其特征在于,所述C/C-SiC复合材料为多层对称梯度结构,包括以下步骤:S1.采用短切纤维、碳纤维平纹布为原料,通过酚醛树脂固化得到碳纤维增强树脂复合材料,所述碳纤维增强树脂复合材料的结构从内层到外层依次为中间层、上下对称3~25mm短切碳纤维增强层和上下对称0.5~12mm短切碳纤维增强层,所述中间层为90°和45°平纹碳纤维布交错叠加增强增韧夹层;
S2.将步骤S1制备的碳纤维增强树脂复合材料进行碳化,得到C/C多孔体;
S3.将步骤S2制备的C/C多孔体与硅粉融渗,得到C/C-SiC复合材料。
5.根据权利要求4所述C/C-SiC复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S1中所述酚醛树脂固化包括以下步骤:S11.将90°和45°平纹碳纤维布浸渍于酚醛树脂溶液中,然后干燥;
S12.将0.5~12mm短切碳纤维与酚醛树脂混合,得到混料A;将3mm~25mm短切纤维与酚醛树脂混合,得到混料B;
S13.将混料A和混料B先后平铺于钢制模具内,将步骤S11加工后的 90°和45°平纹碳纤维布裁剪,交错叠加放置在混料B上,按照平纹布下层混料,再对称铺混料A和B;
S14.将填装后的模具以5~20℃/min加热至150℃~200℃,加热的过程中持续增大压力,使填料厚度达到初始厚度的40~70%,加热加压过程结束后,快速加热至300℃完成树脂的固化。
6.根据权利要求4所述C/C-SiC复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S2中所述碳化包括以下步骤:S21.将步骤S1所制备的碳纤维增强树脂复合材料以0.5~3 K/min加热至800~1600℃,自然冷却后,获得C/C多孔体,密度为1.2~1.5 g/cm3。
7.根据权利要求4所述C/C-SiC复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S3中所述融渗包括以下步骤:S31.将步骤S2制备的C/C多孔体置于装有工业硅粉石墨坩埚中,所述C/C多孔体竖直放置,硅粉量为C/C多孔体质量的1.4~1.8倍,再置于真空炉中快速加热到1500~1700℃并保温1~2h,随炉冷却至室温后,得到C/C-SiC复合材料。
8.根据权利要求5所述C/C-SiC复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S11中所述酚醛树脂溶液浓度为40%~60%,所述干燥是指在60℃真空干燥箱干燥1~3h,再在常温下自然干燥;步骤S12中所述混料A中短切纤维的体积分数20%~55%,混料B中短切纤维的体积分数为
25%~60%;步骤S13中所述钢制模具内混料A的厚度为0.5~5cm,所述钢制模具内混料B厚度
0.5~5cm,所述90°和45°平纹碳纤维布的厚度为0.5~5cm。
9.根据权利要求8所述C/C-SiC复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S13中所述钢制模具内混料A的厚度为0.5~1.5cm,所述钢制模具内混料B厚度1~2cm,所述90°和45°平纹碳纤维布的厚度为0.5~2cm。
10.一种根据权利要求1~3所述C/C-SiC复合材料的应用,其特征在于,应用于高速制动领域。