四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备方法

摘要

四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备方法，涉及点阵梯度复合材料及其制备方法。本发明要解决现有C/SiC点阵结构复合材料在长时间极端环境下的抗氧化烧蚀性能差，高温环境下化学稳定性差的技术问题。四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板，由上面板、下面板以及在上下面板之间以点阵芯子进行梯度排列的四棱锥胞元构成。制备方法：采用经聚碳硅烷等混合得到浸渍液的碳纤维穿插经该浸渍液的碳纤维布工艺制备出四棱锥构型的骨架，然后对骨架用同样的浸渍液浸渍后，固化，裂解处理即可得到。本发明应用于降低噪音、屏蔽电磁辐射、抗冲击、隔热、降低热传导、抗氧化烧蚀的领域。

权利要求

1.四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

一、将聚碳硅烷、锆酸丁酯、二乙烯苯、二甲苯和四氢呋喃混合，得到浸渍液；其中，二乙烯苯与聚碳硅烷的质量比为0.4:1，二甲苯与聚碳硅烷的质量比为0.1:1，四氢呋喃与聚碳硅烷的质量比为2:1，锆酸丁酯与聚碳硅烷的质量比为1:1；

二、在碳纤维布Ⅰ上打m行×n列个阵列通孔，得到打通孔的碳纤维布Ⅰ；在碳纤维布Ⅱ上打(m+1)行×(n+1)列个阵列通孔，得到打通孔的碳纤维布Ⅱ；打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为A11，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为A12，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第j列的通孔为A1j；打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为A21，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第i行第1列的通孔为Ai1，同理，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第i行第j列的通孔为Aij；打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为B11，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为B12，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第j列的通孔为B1j；打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为B21，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第i行第1列的通孔为Bi1，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第i行第j列的通孔为Bij，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第(i+1)行第(j+1)列的通孔为B(i+1)(j+1)；其中，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的方向上以A(m/2+1)(n/2+1)为中心，以q为间距向行两侧以等比数列形式排列,打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的每个阵列通孔是以与碳纤维布Ⅰ上每四个以正方形形式分布的通孔的四方形中心为对应确定的，依次向行和列分布排列，其中，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A11在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B11、B12、B21和B22所组成的正方形的中心上，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A12在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B12、B13、B22和B23所组成的正方形的中心上，以此类推，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A1j在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B1j、B1(j+1)、B2j和B2(j+1)所组成的正方形的中心上，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A21在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21、B22、B31和B32所组成的正方形的中心上，以此类推，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔Ai1在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bi1、Bi2、B(i+1)1和B(i+1)2所组成的正方形的中心上，同理，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔Aij在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bij、Bi(j+1)、B(i+1)j和B(i+1)(j+1)所组成的正方形的中心上，所述的m≥2，n≥2，i≥1且i≤m，j≥1且j≤n，a确定为打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的方向上以A(m/2+1)(n/2+1)为中心向任意一侧排列的通孔间距距离，其中an+1/an＝q，n≥1，q>1，所有的通孔为相同的通孔径，通孔径大小为1mm～3mm，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距为26mm～30mm；

三、将步骤二中得到的打通孔的碳纤维布Ⅰ与打通孔的碳纤维布Ⅱ，分别放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍2h～5h，得到浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ；

四、将碳纤维放入步骤一得到的浸渍液中，在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍2h～5h，然后，将浸渍后的碳纤维编织成束，得到浸渍的碳纤维束；

五、将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ平行放置，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ与浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的间距为40mm～60mm，其中，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A11在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B11、B12、B21和B22所组成的正方形的中心上，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A12在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B12、B13、B22和B23所组成的正方形的中心上，以此类推，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A1j在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B1j、B1(j+1)、B2j和B2(j+1)所组成的正方形的中心上，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A21在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21、B22、B31和B32所组成的正方形的中心上，以此类推，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔Ai1在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bi1、Bi2、B(i+1)1和B(i+1)2所组成的正方形的中心上，同理，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔Aij在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bij、Bi(j+1)、B(i+1)j和B(i+1)(j+1)所组成的正方形的中心上；

六、采用步骤四得到的浸渍的碳纤维束作为连接材料，将按步骤五中放置的浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ进行“Z”字穿插连接，使浸渍的碳纤维束在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ间构成梯度排列的四棱锥胞元，得到四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料的骨架；

七、另取碳纤维布，切成大小与步骤六中碳纤维布Ⅰ和孔碳纤维布Ⅱ大小相等的尺寸，放入步骤一得到的浸渍液中，在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍2h～5h，得到浸渍的碳纤维布；

八、在步骤六得到四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料的骨架的浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的外表面分别平铺上步骤七得到的碳纤维布，然后，在130℃～140℃下，平铺碳纤维布的浸渍的的打通孔碳纤维布Ⅰ和平铺碳纤维布的浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的外表面分别施加1MPa～3MPa的机械压力，固化4h～8h，之后，放入真空炉中，抽真空至真空度小于0.001MPa后，再通入氮气至真空度为0.05MPa～0.1MPa，以10℃/min～20℃/min的升温速率从室温升温至1100℃～1300℃，并保温10min～

60min，即得到四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料初产品；

九、浸渍、固化、裂解处理：将四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料初产品放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍2h～5h，放入烘干箱中，在

110℃～160℃下，固化4h～8h，然后，放入真空炉中，抽真空至真空度小于0.001MPa后，再通入氮气至真空度为0.05MPa～0.1MPa，以10℃/min～20℃/min的升温速率从室温升温至1100℃～1300℃，并保温10min～60min，即得到四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料中间体；

十、将步骤九得到的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料中间体重复步骤九的浸渍、固化、裂解处理操作，直至四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料中间体在一次重复处理操作后相对于在同一次重复处理操作前增重小于1％时，即得到了四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板。

2.根据权利要求1所述的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备方法，其特征在于所述的步骤一中的聚碳硅烷的分子量为1000～1500。

3.根据权利要求1所述的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备方法，其特征在于步骤六中的“Z”字穿插连接，具体是按以下步骤完成的：

a)选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第1行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A11，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B11穿出，从通孔B12穿入，从通孔A11穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A12，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B12穿出，从通孔B13穿入，从通孔A12穿出，又形成一个三角形的回路，以此类推，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A1j，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B1j穿出，从通孔B1(j+1)穿入，从通孔A1j穿出，直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第1行中的所有的通孔全部连接；选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A11，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21穿出，从通孔B22穿入，从通孔A11穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A12，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B22穿出，从通孔B23穿入，从通孔A12穿出，又形成一个三角形的回路，以此类推，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A1j，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B2j穿出，从通孔B2(j+1)穿入，从通孔A1j穿出，直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行中的所有的通孔全部连接；经上述步骤穿插连接后，可以在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ之间形成第一排四棱锥胞元；

b)选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A21，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21穿出，从通孔B22穿入，从通孔A21穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A22，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B22穿出，从通孔B23穿入，从通孔A22穿出，又形成一个三角形的回路，以此类推，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A2j，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B2j穿出，从通孔B2(j+1)穿入，从通孔A2j穿出，直至用浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行中的所有的通孔全部连接；选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第3行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A21，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B31穿出，从通孔B32穿入，从通孔A21穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A22，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B32穿出，从通孔B33穿入，从通孔A22穿出，又形成一个三角形的回路，以此类推，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A2j，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B3j穿出，从通孔B3(j+1)穿入，从通孔A2j穿出，直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行中的所有的通孔全部连接；经上述步骤穿插连接后，可以在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ之间形成第二排四棱锥胞元；

c)按照步骤a)和步骤b)的穿插连接方法类推，选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第i行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第i行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔Ai1，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bi1穿出，从通孔Bi2穿入，从通孔Ai1穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔Ai2，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bi2穿出，从通孔Bi3穿入，从通孔Ai2穿出，又形成一个三角形的回路，以此类推，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔Aij，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔Bij穿出，从通孔Bi(j+1)穿入，从通孔Aij穿出，直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第i行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第i行中的所有的通孔全部连接；选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第i行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第(i+1)行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔Ai1，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B(i+1)1穿出，从通孔B(i+1)2穿入，从通孔Ai1穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔Ai2，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B(i+1)2穿出，从通孔B(i+1)3穿入，从通孔Ai2穿出，又形成一个三角形的回路，以此类推，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔Aij，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B(i+1)j穿出，从通孔B(i+1)(j+1)穿入，从通孔Aij穿出，直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第i行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第(i+1)行中的所有的通孔全部连接；经上述步骤穿插连接后，可以在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ之间形成第i排四棱锥胞元；以此类推，直至，将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ中所有的通孔都被浸渍的碳纤维束穿插连接，即完成了穿插连接。

4.根据权利要求1所述的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备方法，其特征在于步骤九中的放入烘干箱中，在120℃下，固化2h～4h后，又在150℃下，固化2h～4h。

说明书

四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及点阵梯度复合材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 近空间超高声速飞行器具有反应时间短、防卫和突防概率高、飞行速度快、远程打击精确等特点，成为具有前瞻性、战略性的武器装备，引起各国军方的高度重视。世界上各军事强国均将高超声速飞行器及相关武器的研发作为国家级安全战略目标，是世界航天航空领域主要的发展方向。高超声速飞行器在空中要保持长时间，高速度的飞行状态，能够承受恶劣的飞行热环境和气动载荷，要求其采用材料同时具有轻质、承力、防热、隔热等功能。点阵材料是模拟晶体材料空间点阵结构的一种超轻有序材料，这种结构中，点阵材料网架中的空隙没有用来承载的填充物，仅有连接杆件起到了对点阵材料整体的支撑作用。这样的设计在保证材料的比刚度和比强度的同时，节省了大量的质量，这些特性使点阵材料具有了在超高速飞行器热防护系统方面大规模应用的前景。

[0003] C/SiC点阵结构复合材料具有较低的质量和优良的高温力学性能，但是其使用的温度极限为1600℃，1200℃时就会因为材料氧化开始出现性能逐渐失效的问题，而超高速飞行器的气动热可在飞行器表面产生2000℃的高温，因此需要进一步提高点阵材料的使用温度和抗氧化能力。

发明内容

[0004] 本发明是为了解决现有C/SiC点阵结构复合材料在长时间极端环境下的抗氧化烧蚀性能差，高温环境下化学稳定性差的技术问题，提供了一种四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备方法。

[0005] 四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板，由上面板、下面板以及在上下面板之间以点阵芯子进行梯度排列而成的四棱锥胞元构成，所述的上面板和下面板是由Cf/SiC-ZrC复合材料构成的平面，梯度点阵芯子为由Cf/SiC-ZrC复合材料构成的杆件，上面板和下面板之间的点阵芯子是梯度排列的。ZrC的颗粒度为1.20μm。

[0006] 四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

[0007] 一、将聚碳硅烷、锆酸丁酯、二乙烯苯、二甲苯和四氢呋喃混合，得到浸渍液；其中，二乙烯苯与聚碳硅烷的质量比为0.4:1，二甲苯与聚碳硅烷的质量比为0.1:1，四氢呋喃 与聚碳硅烷的质量比为2:1，锆酸丁酯与聚碳硅烷的质量比为1:1；

[0008] 二、在碳纤维布Ⅰ上打m行×n列个阵列通孔，得到打通孔的碳纤维布Ⅰ；在碳纤维布Ⅱ上打(m+1)行×(n+1)列个阵列通孔，得到打通孔的碳纤维布Ⅱ；打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为A11，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为A12，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第j列的通孔为A1j；打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为A21，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第i行第1列的通孔为Ai1，同理，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第i行第j列的通孔为Aij；打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为B11，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为B12，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第j列的通孔为B1j；打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为B21，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第i行第1列的通孔为Bi1，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第i行第j列的通孔为Bij，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第(i+1)行第(j+1)列的通孔为B(i+1)(j+1)；其中，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的方向上以A(m/2+1)(n/2+1)为中心，以q为间距向行两侧以等比数列形式排列,打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的每个阵列通孔是以与碳纤维布Ⅰ上每四个以正方形形式分布的通孔的四方形中心为对应确定的，依次向行和列分布排列，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A11在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B11、B12、B21和B22所组成的正方形的中心上，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A12在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B12、B13、B22和B23所组成的正方形的中心上，以此类推，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A1j在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B1j、B1(j+1)、B2j和B2(j+1)所组成的正方形的中心上，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A21在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21、B22、B31和B32所组成的正方形的中心上，以此类推，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔Ai1在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bi1、Bi2、B(i+1)1和B(i+1)2所组成的正方形的中心上，同理，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔Aij在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bij、Bi(j+1)、B(i+1)j和B(i+1)(j+1)所组成的正方形的中心上，所述的m≥2，n≥2，i≥1且i≤m，j≥1且j≤n，a确定为打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的方向上以A(m/2+1)(n/2+1)为中心向任意一侧排列的通孔间距距离，其中an+1/an＝q，n≥1，q>1，所有的通孔为相同的通孔径，通孔径大小为 1mm～3mm，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距为26mm～30mm；

[0009] 三、将步骤二中得到的打通孔的碳纤维布Ⅰ与打通孔的碳纤维布Ⅱ，分别放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍2h～5h，得到浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ；

[0010] 四、将碳纤维放入步骤一得到的浸渍液中，在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍2h～5h，然后，将浸渍后的碳纤维编织成束，得到浸渍的碳纤维束；

[0011] 五、将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ平行放置，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ与浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的间距为40mm～60mm，其中，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A11在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B11、B12、B21和B22所组成的正方形的中心上，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A12在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B12、B13、B22和B23所组成的正方形的中心上，以此类推，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A1j在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B1j、B1(j+1)、B2j和B2(j+1)所组成的正方形的中心上，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A21在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21、B22、B31和B32所组成的正方形的中心上，以此类推，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔Ai1在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bi1、Bi2、B(i+1)1和B(i+1)2所组成的正方形的中心上，同理，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔Aij在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bij、Bi(j+1)、B(i+1)j和B(i+1)(j+1)所组成的正方形的中心上；

[0012] 六、采用步骤四得到的浸渍的碳纤维束作为连接材料，将按步骤五中放置的浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ进行“Z”字穿插连接，使浸渍的碳纤维束在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ间构成梯度排列的四棱锥胞元，得到四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料的骨架；

[0013] 七、另取碳纤维布，切成大小与步骤六中碳纤维布Ⅰ和孔碳纤维布Ⅱ大小相等的尺寸，放入步骤一得到的浸渍液中，在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍2h～5h，得到浸渍的碳纤维布；

[0014] 八、在步骤六得到四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料的骨架的浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的外表面分别平铺上步骤七得到的碳纤维布，然后，在130℃～140℃下，平铺碳纤维布的浸渍的的打通孔碳纤维布Ⅰ和平铺碳纤维布的 浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的外表面分别施加1MPa～3MPa的机械压力，固化4h～8h，之后，放入真空炉中，抽真空至真空度小于0.001MPa后，再通入氮气至真空度为0.05MPa～0.1MPa，以10℃/min～20℃/min的升温速率从室温升温至1100℃～1300℃，并保温
10min～60min，即得到四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料初产品；

[0015] 九、浸渍、固化、裂解处理：将四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料初产品放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍2h～5h，放入烘干箱中，在110℃～160℃下，固化4h～8h，然后，放入真空炉中，抽真空至真空度小于0.001MPa后，再通入氮气至真空度为0.05MPa～0.1MPa，以10℃/min～20℃/min的升温速率从室温升温至1100℃～1300℃，并保温10min～60min，即得到四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料中间体；

[0016] 十、将步骤九得到的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料中间体重复步骤九的浸渍、固化、裂解处理操作，直至四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料中间体在一次重复处理操作后相对于在同一次重复处理操作前增重小于1％时，即得到了四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板。

[0017] 本发明从天然生物材料的结构组成中得到启示，如竹、木、骨骼、贝壳等，它们虽然具有简单的组成，但是通过复杂结构的精细组合，赋予这些生物材料非常好的综合性能，可以获得高韧性和抗破坏性。由此，本发明在Cf/SiC-ZrC点阵复合材料的设计和研究中，引入了仿生结构设计的思想，通过“简单组成、复杂结构”的精细组合，将Cf/SiC-ZrC点阵复合材料的芯子沿某一方向由一侧向另一侧呈连续梯度变化，从而使材料性质和功能也呈梯度变化，宏观尺度上各组份材料的体积含量在空间位置上呈现连续变化，这样就可以较好的避免或降低应力集中现象，同时，使得四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板具有很好的可设计性，可以通过优化方法有针对性地改变各组份材料体积含量的空间分布规律，从而达到优化结构内部应力分布的目的，更方便根据不同的应用和工作环境进行人为设计。

[0018] 本发明提出一种Cf/SiC-ZrC材料与点阵结构相结合的复合材料制备方法，通过有机前驱体浸渍裂解工艺在Cf/SiC复合材料中引入超高温陶瓷相ZrC，ZrC具有优异的抗氧化能力和高温性能，可以在2200℃环境下正常使用，ZrC的引入可以显著提高点阵材料的使用温度。

[0019] 本发明在浸渍液中引入锆酸丁酯，通过裂解工艺生成了Cf/SiC-ZrC复合材料，而之前的专利中，没有锆酸丁酯，裂解仅生成SiC。

[0020] 本发明是通过引入ZrC解决了现有技术中很难实现的陶瓷基点阵复合材料在长时间极端环境下的抗氧化烧蚀性能问题，以及高温环境下保持良好化学稳定性的问题，而功能梯度结构的引入可以较好的避免或降低了应力集中的现象，同时应用仿生设计优化了结构内部应力的分布，从而提供了四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板及其制备方法。

[0021] 本发明的优点如下：

[0022] 一、本发明提供的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备方法制备得到的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板，它既具有点阵材料的网架结构的优良特性，又具有功能梯度材料的特性，四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板组成结构的梯度变化可使其性能功能也呈现梯度变化，以碳纤维作为骨架材料也降低了SiC-ZrC陶瓷的脆性，在宏观尺度上各组份材料的体积含量在空间位置上是连续变化的，其物理性能没有突变，因而可以较好的避免或降低应力集中现象；同时，四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料能够充分发挥陶瓷耐高温、抗腐蚀和金属强度高、韧性好的特点,而且由于构成功能梯度材料不同材料的体积组分沿空间的分布是决定其物性参数沿空间变化规律的主要因素，因此可以根据不同的应用和工作环境进行人为设计，使得四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板有了更广泛的应用。

[0023] 二、本发明采用碳纤维(Cf)穿插碳纤维布工艺制备出四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的骨架，采用有机先驱体浸渍裂解法(PIP法)成功的制备出Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板，具有SiC-ZrC陶瓷的耐高温、抗氧化、耐腐蚀、耐摩擦的特性，Zr的引入解决了陶瓷基点阵复合材料在长时间极端环境下的抗氧化烧蚀性能及高温环境下保持良好化学稳定性的问题，该方法克服了现有技术中很难实现的陶瓷基点阵复合材料在长时间极端环境下的抗氧化烧蚀性能及高温环境下保持良好化学稳定性的问题。

[0024] 三、本发明采用碳纤维(Cf)穿插碳纤维布工艺制备出四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的设计引入了仿生结构设计的思想，通过“简单组成、复杂结构”的精细组合，实现了陶瓷基点阵复合材料的高韧性、抗破坏性及使用可靠性特性。从很大程度上改善了陶瓷基点阵复合材料的脆性本质，为陶瓷基点阵复合材料的强韧化提供了一条崭新的研究和设计思路。

附图说明

[0025] 图1是实验一中的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的立体图，其中 1为上面板，2为下面板，3为点阵芯子；

[0026] 图2是实验一中的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板中的由点阵芯子3构成的四棱锥胞元的立体图；其中3为点阵芯子；

[0027] 图3是实验一中的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的点阵芯子的穿插连接方法的示意图，其中1为上面板，2为下面板，3为点阵芯子，A11为浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ中的第1行第1列的通孔，A12为浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ中的第1行第2列的通孔，A13为浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ中的第1行第3列的通孔，B11为浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ中的第1行第1列的通孔，B12为浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ中的第1行第2列的通孔，B13为浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ中的第1行第3列的通孔，B14为浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ中的第1行第4列的通孔，箭头为穿插连接的路径的路径。

具体实施方式

[0028] 具体实施方式一：本实施方式为四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板，由上面板1、下面板2以及在上下面板之间以点阵芯子3进行梯度排列而成的四棱锥胞元构成，其特征在于：所述的上面板1和下面板2是由Cf/SiC-ZrC复合材料构成的平面，梯度点阵芯子3为由Cf/SiC-ZrC复合材料构成的杆件，上面板1和下面板2之间的点阵芯子是梯度排列的。

[0029] 本发明提供的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备方法制备得到的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板，它既具有点阵材料的网架结构的优良特性，又具有功能梯度材料的特性，四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板组成结构的梯度变化可使其性能功能也呈现梯度变化，以碳纤维作为骨架材料也降低了SiC-ZrC陶瓷的脆性，在宏观尺度上各组份材料的体积含量在空间位置上是连续变化的，其物理性能没有突变，因而可以较好的避免或降低应力集中现象；同时，四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料能够充分发挥陶瓷耐高温、抗腐蚀和金属强度高、韧性好的特点,而且由于构成功能梯度材料不同材料的体积组分沿空间的分布是决定其物性参数沿空间变化规律的主要因素，因此可以根据不同的应用和工作环境进行人为设计，使得四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板有了更广泛的应用。

[0030] 采用碳纤维(Cf)穿插碳纤维布工艺制备出四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的骨架，然后采用有机先驱体浸渍裂解法(PIP法)成功的制备出Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板，具有SiC-ZrC陶瓷的耐高温、抗氧化、耐腐蚀、耐摩擦的特性，Zr的引入解决了陶瓷基点阵复合材料在长时间极端环境下的抗氧化烧蚀性能及高温环境下保持良好化学稳定性的问题，该方法克服了现有技术中很难实现的陶瓷基点阵复合材料 在长时间极端环境下的抗氧化烧蚀性能及高温环境下保持良好化学稳定性的问题。

[0031] 具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是ZrC的颗粒度为1.20μm。其他与具体实施方式一相同。

[0032] 具体实施方式三：具体实施方式一所述四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

[0033] 一、将聚碳硅烷、锆酸丁酯、二乙烯苯、二甲苯和四氢呋喃混合，得到浸渍液；其中，二乙烯苯与聚碳硅烷的质量比为0.4:1，二甲苯与聚碳硅烷的质量比为0.1:1，四氢呋喃与聚碳硅烷的质量比为2:1，锆酸丁酯与聚碳硅烷的质量比为1:1；

[0034] 二、在碳纤维布Ⅰ上打m行×n列个阵列通孔，得到打通孔的碳纤维布Ⅰ；在碳纤维布Ⅱ上打(m+1)行×(n+1)列个阵列通孔，得到打通孔的碳纤维布Ⅱ；打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为A11，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为A12，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第j列的通孔为A1j；打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为A21，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第i行第1列的通孔为Ai1，同理，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第i行第j列的通孔为Aij；打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为B11，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为B12，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第j列的通孔为B1j；打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为B21，以此类推，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第i行第1列的通孔为Bi1，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第i行第j列的通孔为Bij，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第(i+1)行第(j+1)列的通孔为B(i+1)(j+1)；其中，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的方向上以A(m/2+1)(n/2+1)为中心，以q为间距向行两侧以等比数列形式排列,打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的每个阵列通孔是以与碳纤维布Ⅰ上每四个以正方形形式分布的通孔的四方形中心为对应确定的，依次向行和列分布排列，其中，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A11在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B11、B12、B21和B22所组成的正方形的中心上，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A12在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B12、B13、B22和B23所组成的正方形的中心上，以此类推，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A1j在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B1j、B1(j+1)、B2j和B2(j+1)所组成的正方形的中心上，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A21在打通孔碳纤维布Ⅱ 上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21、B22、B31和B32所组成的正方形的中心上，以此类推，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔Ai1在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bi1、Bi2、B(i+1)1和B(i+1)2所组成的正方形的中心上，同理，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔Aij在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bij、Bi(j+1)、B(i+1)j和B(i+1)(j+1)所组成的正方形的中心上，所述的m≥2，n≥2，i≥1且i≤m，j≥1且j≤n，a确定为打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的方向上以A(m/2+1)(n/2+1)为中心向任意一侧排列的通孔间距距离，其中an+1/an＝q，n≥1，q>1，所有的通孔为相同的通孔径，通孔径大小为1mm～3mm，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距为26mm～30mm；

[0035] 三、将步骤二中得到的打通孔的碳纤维布Ⅰ与打通孔的碳纤维布Ⅱ，分别放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍2h～5h，得到浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ；

[0036] 四、将碳纤维放入步骤一得到的浸渍液中，在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍2h～5h，然后，将浸渍后的碳纤维编织成束，得到浸渍的碳纤维束；

[0037] 五、将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ平行放置，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ与浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的间距为40mm～60mm，其中，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A11在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B11、B12、B21和B22所组成的正方形的中心上，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A12在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B12、B13、B22和B23所组成的正方形的中心上，以此类推，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A1j在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B1j、B1(j+1)、B2j和B2(j+1)所组成的正方形的中心上，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A21在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21、B22、B31和B32所组成的正方形的中心上，以此类推，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔Ai1在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bi1、Bi2、B(i+1)1和B(i+1)2所组成的正方形的中心上，同理，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔Aij在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bij、Bi(j+1)、B(i+1)j和B(i+1)(j+1)所组成的正方形的中心上；

[0038] 六、采用步骤四得到的浸渍的碳纤维束作为连接材料，将按步骤五中放置的浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ进行“Z”字穿插连接，使浸渍的碳纤维束在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ间构成梯度排列的四棱锥胞元，得到 四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料的骨架；

[0039] 七、另取碳纤维布，切成大小与步骤六中碳纤维布Ⅰ和孔碳纤维布Ⅱ大小相等的尺寸，放入步骤一得到的浸渍液中，在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍2h～5h，得到浸渍的碳纤维布；

[0040] 八、在步骤六得到四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料的骨架的浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的外表面分别平铺上步骤七得到的碳纤维布，然后，在130℃～140℃下，平铺碳纤维布的浸渍的的打通孔碳纤维布Ⅰ和平铺碳纤维布的浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的外表面分别施加1MPa～3MPa的机械压力，固化4h～8h，之后，放入真空炉中，抽真空至真空度小于0.001MPa后，再通入氮气至真空度为0.05MPa～0.1MPa，以10℃/min～20℃/min的升温速率从室温升温至1100℃～1300℃，并保温
10min～60min，即得到四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料初产品；

[0041] 九、浸渍、固化、裂解处理：将四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料初产品放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍2h～5h，放入烘干箱中，在110℃～160℃下，固化4h～8h，然后，放入真空炉中，抽真空至真空度小于0.001MPa后，再通入氮气至真空度为0.05MPa～0.1MPa，以10℃/min～20℃/min的升温速率从室温升温至1100℃～1300℃，并保温10min～60min，即得到四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料中间体；

[0042] 十、将步骤九得到的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料中间体重复步骤九的浸渍、固化、裂解处理操作，直至四棱锥构型Cf/SiC-ZrC梯度点阵复合材料中间体在一次重复处理操作后相对于在同一次重复处理操作前增重小于1％时，即得到了四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板。

[0043] 本实施方式采用碳纤维(Cf)“Z”字穿插碳纤维布工艺制备出四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的骨架，然后采用有机先驱体浸渍裂解法(PIP法)成功的制备出Cf/SiC-ZrC梯度点阵复合材料平板，具有SiC-ZrC陶瓷的耐高温、抗氧化、耐腐蚀、耐摩擦的特性，Zr的引入解决了陶瓷基点阵复合材料在长时间极端环境下的抗氧化烧蚀性能及高温环境下保持良好化学稳定性的问题，克服了现有技术中很难实现的陶瓷基点阵复合材料在长时间极端环境下的抗氧化烧蚀性能及高温环境下保持良好化学稳定性的问题。

[0044] 具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三不同的是步骤一所述的聚碳硅烷的分子量为1000～1500。其它与具体实施方式三相同。

[0045] 具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式三或四不同的是步骤六所述的“Z”字穿插连接，具体是按以下步骤完成的：

[0046] a)选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第1行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A11，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B11穿出，从通孔B12穿入，从通孔A11穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A12，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B12穿出，从通孔B13穿入，从通孔A12穿出，又形成一个三角形的回路，以此类推，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A1j，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B1j穿出，从通孔B1(j+1)穿入，从通孔A1j穿出，直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第1行中的所有的通孔全部连接；选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A11，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21穿出，从通孔B22穿入，从通孔A11穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A12，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B22穿出，从通孔B23穿入，从通孔A12穿出，又形成一个三角形的回路，以此类推，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A1j，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B2j穿出，从通孔B2(j+1)穿入，从通孔A1j穿出，直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行中的所有的通孔全部连接；经上述步骤穿插连接后，可以在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ之间形成第一排四棱锥胞元；

[0047] b)选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A21，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21穿出，从通孔B22穿入，从通孔A21穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A22，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B22穿出，从通孔B23穿入，从通孔A22穿出，又形成一个三角形的回路，以此类推，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A2j，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B2j穿出，从通孔B2(j+1)穿入，从通孔A2j穿出，直至用浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行中的所有的通孔全部连接；选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第3行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A21，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通 孔B31穿出，从通孔B32穿入，从通孔A21穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A22，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B32穿出，从通孔B33穿入，从通孔A22穿出，又形成一个三角形的回路，以此类推，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A2j，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B3j穿出，从通孔B3(j+1)穿入，从通孔A2j穿出，直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行中的所有的通孔全部连接；经上述步骤穿插连接后，可以在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ之间形成第二排四棱锥胞元；

[0048] c)按照步骤a)和步骤b)的穿插连接方法类推，选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第i行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第i行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔Ai1，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bi1穿出，从通孔Bi2穿入，从通孔Ai1穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔Ai2，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔Bi2穿出，从通孔Bi3穿入，从通孔Ai2穿出，又形成一个三角形的回路，以此类推，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔Aij，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔Bij穿出，从通孔Bi(j+1)穿入，从通孔Aij穿出，直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第i行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第i行中的所有的通孔全部连接；选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第i行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第(i+1)行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔Ai1，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B(i+1)1穿出，从通孔B(i+1)2穿入，从通孔Ai1穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔Ai2，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B(i+1)2穿出，从通孔B(i+1)3穿入，从通孔Ai2穿出，又形成一个三角形的回路，以此类推，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔Aij，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B(i+1)j穿出，从通孔B(i+1)(j+1)穿入，从通孔Aij穿出，直至将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第i行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第(i+1)行中的所有的通孔全部连接；经上述步骤穿插连接后，可以在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ之间形成第i排四棱锥胞元；以此类推，直至，将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ中所有的通孔都被浸渍的碳纤维束穿插连接，即完成了穿插连接。其它与具体实施方式二或三相同。

[0049] 具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式三至五之一不同的是所述的步骤九中的放入烘干箱中，在120℃固化2h～4h，在150℃下，固化2h～4h，其它与具体实施方式三 至五之一相同。

[0050] 具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式三至六之一不同的是步骤九，放入真空炉中，抽真空至真空度小于0.001MPa，通入氮气至真空度为0.08MPa，以12℃/min的升温速率从室温升温至11200℃，并保温20min。其它与具体实施方式三至六之一相同。

[0051] 采用下述实验验证本发明效果：

[0052] 实验一：四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

[0053] 一、将聚碳硅烷、锆酸丁酯、二乙烯苯、二甲苯和四氢呋喃混合，得到浸渍液；其中，二乙烯苯与聚碳硅烷的质量比为0.4:1，二甲苯与聚碳硅烷的质量比为0.1:1，四氢呋喃与聚碳硅烷的质量比为2:1，锆酸丁酯与聚碳硅烷的质量比为1:1；

[0054] 二、在碳纤维布Ⅰ上打3行×3列个阵列通孔，得到打通孔的碳纤维布Ⅰ；在碳纤维布Ⅱ上打4行×4列个阵列通孔，得到打通孔的碳纤维布Ⅱ；打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为A11，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为A12，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第3列的通孔为A13，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为A21，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第2行第2列的通孔为A22，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第2行第3列的通孔为A23，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第3行第1列的通孔为A31，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第3行第2列的通孔为A32，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第3行第3列的通孔为A33；打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为B11，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为B12，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第3列的通孔为B13，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第4列的通孔为B14，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为B21，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第2行第2列的通孔为B22，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第2行第3列的通孔为B23，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第2行第4列的通孔为B24，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第3行第1列的通孔为B31，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第3行第2列的通孔为B32，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第3行第3列的通孔为B33，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第3行第4列的通孔为B34，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第4行第1列的通孔为B41，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第4行第2列的通孔为B42，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第4行第3列的通孔为 B43，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第4行第4列的通孔为B44；其中，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的方向上以A12、A22、A32这一行为中心，以1.5为间距向行两侧以等比数列形式排列,打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的每个阵列通孔是以与碳纤维布Ⅰ上每四个以正方形形式分布的通孔的四方形中心为对应确定的，依次向行和列分布排列，其中，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A11在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B11、B12、B21和B22所组成的正方形的中心上，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A12在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B12、B13、B22和B23所组成的正方形的中心上，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A13在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B13、B14、B23和B24所组成的正方形的中心上以此类推，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A21在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21、B22、B31和B32所组成的正方形的中心上，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A22在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B22、B23、B32和B33所组成的正方形的中心上，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A23在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B23、B24、B33和B34所组成的正方形的中心上，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A31在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B31、B32、B41和B42所组成的正方形的中心上，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A32在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B32、B33、B42和B43所组成的正方形的中心上，打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A33在打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B33、B34、B43和B44所组成的正方形的中心上，所有的通孔为相同的通孔径，通孔径大小为1mm～3mm，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距为26mm～30mm；

[0055] 三、将步骤二中得到的打通孔的碳纤维布Ⅰ与打通孔的碳纤维布Ⅱ，放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍3h，得到浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ；

[0056] 四、将碳纤维放入步骤一得到的浸渍液中，在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍3h，然后，将浸渍后的碳纤维编织为束，得到浸渍的碳纤维束；

[0057] 五、将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ平行放置，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ与浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的间距为50mm，其中，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A11在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B11、B12、B21和B22所组成的正方形的中心上，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A12在浸 渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B12、B13、B22和B23所组成的正方形的中心上，以此类推，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A13在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B13、B14、B23和B24所组成的正方形的中心上，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A21在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21、B22、B31和B32所组成的正方形的中心上，以此类推，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A31在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B31、B32、B41和B42所组成的正方形的中心上，同理，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A33在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B33、B34、B43和B44所组成的正方形的中心上；

[0058] 六、a)选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第1行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A11，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B11穿出，从通孔B12穿入，从通孔A11穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A12，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B12穿出，从通孔B13穿入，从通孔A12穿出，又形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A13，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B13穿出，从通孔B14穿入，从通孔A13穿出，即完成了用浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第1行中的所有的通孔全部连接；选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A11，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21穿出，从通孔B22穿入，从通孔A11穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A12，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B22穿出，从通孔B23穿入，从通孔A12穿出，又形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A13，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B23穿出，从通孔B24穿入，从通孔A13穿出，即完成了用浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行中的所有的通孔全部连接；经上述步骤穿插连接后，可以在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ之间形成第一排四棱锥胞元；

[0059] b)选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A21，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B21穿出，从通孔B22穿入，从通孔A21穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍 的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A22，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B22穿出，从通孔B23穿入，从通孔A22穿出，又形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A23，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B23穿出，从通孔B24穿入，从通孔A23穿出，即完成了用浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行中的所有的通孔全部连接；选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第3行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A21，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B31穿出，从通孔B32穿入，从通孔A21穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A22，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B32穿出，从通孔B33穿入，从通孔A22穿出，又形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A23，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B33穿出，从通孔B34穿入，从通孔A23穿出，即完成了将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行中的所有的通孔全部连接；经上述步骤穿插连接后，可以在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ之间形成第二排四棱锥胞元；

[0060] c)按照步骤a)和步骤b)的穿插连接方法类推，选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第3行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第3行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A31，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B31穿出，从通孔B32穿入，从通孔A31穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A32，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B32穿出，从通孔B33穿入，从通孔A32穿出，又形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A33，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B33穿出，从通孔B34穿入，从通孔A33穿出，即完成了用浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第3行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第3行中的所有的通孔全部连接；选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第3行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第4行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A31，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B41穿出，从通孔B42穿入，从通孔A31穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A32，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B42穿出，从通孔B43穿入，从通孔A32穿出，又形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A33，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B43穿出，从通孔B44穿入，从通孔A33穿出，即完成了将浸渍 的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第3行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第4行中的所有的通孔全部连接；经上述步骤穿插连接后，可以在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ之间形成第三排四棱锥胞元；

[0061] 经步骤a)、步骤b)和步骤c)，即完成了用浸渍的碳纤维束对浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的所有的通孔的“Z”字穿插连接；得到了四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料的骨架；

[0062] 七、另取碳纤维布，放入步骤一得到的浸渍液中，在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍3h，得到浸渍的碳纤维布；

[0063] 八、在步骤六得到四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料的骨架的上面板1和下面板2的外表面分别平铺上步骤七得到的浸渍的碳纤维布，然后，在135℃下，对上面板1和下面板2分别施加2MPa的机械压力，固化6h，之后，放入真空炉中，抽真空至真空度小于0.001MPa后，再通入氮气至真空度为0.1MPa，以15℃/min的升温速率从室温升温至
1200℃，并保温30min，即得到四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料初产品；

[0064] 九、浸渍、固化、裂解处理：将四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料初产品放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍3h，放入烘干箱中，在120℃固化3h，在150℃下，固化3h，然后，放入真空炉中，抽真空至真空度小于0.001MPa后，再通入氮气至真空度为0.1MPa，以15℃/min的升温速率从室温升温至1200℃，并保温
30min，即得到四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料中间体；

[0065] 十、将步骤九得到的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料中间体重复步骤九的浸渍、固化、裂解处理操作，直至四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料中间体在一次重复处理操作后相对于在同一次重复处理操作前增重小于1％时，即得到了四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板。

[0066] 实验一得到的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的立体图，面板之间的点阵芯子是由仿生优化设计进行梯度排列的，如图1所示。其中，1为上面板，2为下面板，3为点阵芯子。其中上面板1是由浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和平铺其上的浸渍的碳纤维布固化、裂解后得到的平面；下面板2是由浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ和平铺其上的浸渍的碳纤维布固化、裂解后得到的平面；点阵芯子3是由浸渍的碳纤维束经固化、裂解后得到的杆件。

[0067] 实验一得到的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板中的点阵芯子构成的四棱锥胞元的立体图，如图2所示。图2是实验一中的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯 度点阵复合材料平板中的由点阵芯子3构成的四棱锥胞元的示意图。其中，3为点阵芯子。

[0068] 实验一中步骤六的穿插连接方法的示意图，如图3所示。图3是实验一中的四棱锥构型Cf/SiC仿生点阵复合材料平板的点阵芯子的穿插连接方法的示意图。其中，1为上面板，2为下面板，3为点阵芯子，A11为浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ中的第1行第1列的通孔，A12为浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ中的第1行第2列的通孔，A13为浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ中的第1行第3列的通孔，B11为浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ中的第1行第1列的通孔，B12为浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ中的第1行第2列的通孔，B13为浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ中的第1行第3列的通孔，B14为浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ中的第1行第4列的通孔，箭头为穿插连接的路径的路径。

[0069] 本实验的四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备方法成功的制备得到了四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板。

[0070] 本实验中四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

[0071] 一、将聚碳硅烷、二乙烯苯、二甲苯和四氢呋喃混合，得到浸渍液；其中，二乙烯苯与聚碳硅烷的质量比为0.4:1，二甲苯与聚碳硅烷的质量比为0.07:1，四氢呋喃与聚碳硅烷的质量比为2:1；

[0072] 二、在碳纤维布Ⅰ上打3行×3列个阵列通孔，得到打通孔的碳纤维布Ⅰ；在碳纤维布Ⅱ上打4行×4列个阵列通孔，得到打通孔的碳纤维布Ⅱ；打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为A11，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为A12，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第1行第3列的通孔为A13，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为A21，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第2行第2列的通孔为A22，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第2行第3列的通孔为A23，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第3行第1列的通孔为A31，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第3行第2列的通孔为A32，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔中的第3行第3列的通孔为A33；打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第1列的通孔为B11，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第2列的通孔为B12，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第3列的通孔为B13，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第1行第4列的通孔为B14，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第2行第1列的通孔为B21，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第2行第2列的通孔为B22，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第2行第3列的通孔为B23，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第2行第4列的通孔为B24，打通孔的碳纤维布Ⅱ上 的阵列通孔中的第3行第1列的通孔为B31，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第3行第2列的通孔为B32，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第3行第3列的通孔为B33，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第3行第4列的通孔为B34，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第4行第1列的通孔为B41，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第4行第2列的通孔为B42，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第4行第3列的通孔为B43，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔中的第4行第4列的通孔为B44；其中，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等，同时，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的每相邻的两个通孔的中心距内与在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等；打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等，同时，打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔在行的每相邻的两个通孔的中心距内与在列的方向中每相邻的两个通孔的中心距均相等；打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距与打通孔的碳纤维布Ⅱ上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距相等，所有的通孔为相同的通孔径，通孔径大小为1mm～3mm，打通孔的碳纤维布Ⅰ上的阵列通孔在行的方向中每相邻的两个通孔的中心距为28mm；

[0073] 三、将步骤二中得到的打通孔的碳纤维布Ⅰ与打通孔的碳纤维布Ⅱ，放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍3h，得到浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ；

[0074] 四、将碳纤维放入步骤一得到的浸渍液中，在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍3h，然后，将浸渍后的碳纤维编织为束，得到浸渍的碳纤维束；

[0075] 五、将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ平行放置，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ与浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的间距为50mm，其中，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A11在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B11、B12、B21和B22所组成的正方形的中心上，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A12在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B12、B13、B22和B23所组成的正方形的中心上，以此类推，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A13在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B13、B14、B23和B24所组成的正方形的中心上，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A21在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的 投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21、B22、B31和B32所组成的正方形的中心上，以此类推，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A31在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B31、B32、B41和B42所组成的正方形的中心上，同理，浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的通孔A33在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ上的投影落在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B33、B34、B43和B44所组成的正方形的中心上；

[0076] 六、a)选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第1行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A11，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B11穿出，从通孔B12穿入，从通孔A11穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A12，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B12穿出，从通孔B13穿入，从通孔A12穿出，又形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A13，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B13穿出，从通孔B14穿入，从通孔A13穿出，即完成了用浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第1行中的所有的通孔全部连接；选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A11，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B21穿出，从通孔B22穿入，从通孔A11穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A12，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B22穿出，从通孔B23穿入，从通孔A12穿出，又形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A13，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的通孔B23穿出，从通孔B24穿入，从通孔A13穿出，即完成了用浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行中的所有的通孔全部连接；经上述步骤穿插连接后，可以在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ之间形成第一排四棱锥胞元；

[0077] b)选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A21，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B21穿出，从通孔B22穿入，从通孔A21穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A22，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B22穿出，从通孔B23穿入，从通孔A22穿出，又形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A23，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B23穿出，从通孔B24穿入，从通孔A23穿出，即完成了用浸渍的碳纤维束将浸渍的打通 孔碳纤维布Ⅰ的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行中的所有的通孔全部连接；选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第2行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第3行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A21，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B31穿出，从通孔B32穿入，从通孔A21穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A22，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B32穿出，从通孔B33穿入，从通孔A22穿出，又形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A23，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B33穿出，从通孔B34穿入，从通孔A23穿出，即完成了将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第1行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第2行中的所有的通孔全部连接；经上述步骤穿插连接后，可以在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ之间形成第二排四棱锥胞元；

[0078] c)按照步骤a)和步骤b)的穿插连接方法类推，选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第3行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第3行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A31，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B31穿出，从通孔B32穿入，从通孔A31穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A32，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B32穿出，从通孔B33穿入，从通孔A32穿出，又形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A33，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B33穿出，从通孔B34穿入，从通孔A33穿出，即完成了用浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第3行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第3行中的所有的通孔全部连接；选取浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第3行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第4行，将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A31，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B41穿出，从通孔B42穿入，从通孔A31穿出，形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A32，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B42穿出，从通孔B43穿入，从通孔A32穿出，又形成一个三角形的回路，接着将浸渍的碳纤维束从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ外穿入通孔A33，从浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ通孔B43穿出，从通孔B44穿入，从通孔A33穿出，即完成了将浸渍的碳纤维束将浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ的第3行和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的第4行中的所有的通孔全部连接；经上述步骤穿插连接后，可以在浸渍的打通孔碳纤维布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ之间形成第三排四棱锥胞元；

[0079] 经步骤a)、步骤b)和步骤c)，即完成了用浸渍的碳纤维束对浸渍的打通孔碳纤维 布Ⅰ和浸渍的打通孔碳纤维布Ⅱ的所有的通孔的穿插连接；得到了四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料的骨架；

[0080] 七、另取碳纤维布，放入步骤一得到的浸渍液中，在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍3h，得到浸渍的碳纤维布；

[0081] 八、在步骤六得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料的骨架的上面板1和下面板2的外表面分别平铺上步骤七得到的浸渍的碳纤维布，然后，在135℃下，对上面板1和下面板2分别施加2MPa的机械压力，固化6h，之后，放入真空炉中，抽真空至真空度小于0.001MPa后，再通入氮气至真空度为0.1MPa，以15℃/min的升温速率从室温升温至1200℃，并保温30min，即得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料初产品；

[0082] 九、浸渍、固化、裂解处理：将四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料初产品放入步骤一得到的浸渍液中在小于0.1MPa的真空条件下，浸渍3h，放入烘干箱中，在120℃固化3h，在150℃下，固化3h，然后，放入真空炉中，抽真空至真空度小于0.001MPa后，再通入氮气至真空度为0.1MPa，以15℃/min的升温速率从室温升温至1200℃，并保温30min，即得到四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料中间体；

[0083] 十、将步骤九得到的四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料中间体重复步骤九的浸渍、固化、裂解处理操作，直至四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料中间体在一次重复处理操作后相对于在同一次重复处理操作前增重小于1％时，即得到了四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板。

[0084] 本实验中在空气炉中1600℃时四棱锥构型Cf/SiC点阵复合材料平板增重15％有明显的氧化现象，而四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板这一数值仅有5％，说明ZrC引入抑制了材料的氧化。