[發(fā)明專利]在碳/碳復(fù)合材料表面制備碳化硅-焦硅酸鐿復(fù)合涂層的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010131976.4
• 申請日: 2010-03-25
• 公開（公告）號: CN101805212A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭領(lǐng)軍;韓敏娜;李賀軍;李克智;付前剛
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C04B41/89
• 分類號: C04B41/89
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 黃毅新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在碳/碳復(fù)合材料表面制備復(fù)合涂層的方法，特別涉及一種在碳/ 碳復(fù)合材料表面制備SiC-Yb₂Si₂O₇復(fù)合涂層的方法。

背景技術(shù)

硅酸鐿具有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性及環(huán)境耐久性，是碳/碳復(fù)合材料極具潛力的防護(hù)材 料。硅酸鐿包括單硅酸鐿(Yb₂SiO₅)及焦硅酸鐿(Yb₂Si₂O₇)。文獻(xiàn)“C_f/SiC復(fù)合材 料SiC/Yb₂SiO₅抗氧化復(fù)合涂層研究.溫海明，董紹明，丁玉生等.稀有金屬材料與工 程，2009，38(9)：1580-1583”公開了一種采用漿料浸涂法在C_f/SiC復(fù)合材料SiC涂層 表面制備Yb₂SiO₅涂層的方法。該方法制備的Yb₂SiO₅涂層，不均勻、致密度低、結(jié) 合力差，且其在1500℃靜態(tài)空氣中有效保護(hù)基體的時(shí)間僅為25小時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)方法制備的SiC/Yb₂SiO₅高溫抗氧化復(fù)合涂層防氧化時(shí)間短的 不足，本發(fā)明提供一種在碳/碳復(fù)合材料表面制備SiC-Yb₂Si₂O₇復(fù)合涂層的方法，采用 包埋法制備SiC內(nèi)涂層，超音速等離子噴涂法制備Yb₂Si₂O₇外涂層的方法，可以提高 碳/碳復(fù)合材料的高溫抗氧化性能。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：一種在碳/碳復(fù)合材料表面制備 SiC-Yb₂Si₂O₇復(fù)合涂層的方法，其特點(diǎn)是包括下述步驟：

(a)將碳/碳復(fù)合材料打磨拋光，在無水乙醇中超聲清洗20～40min后，110～130℃ 烘干；

(b)分別稱取為65～85％的Si粉，10～25％的C粉，5～10％的Al₂O₃粉，置于 球磨罐中，混合、球磨處理1～3h，制成包埋粉料；取所述包埋粉料的一半放入石墨 坩堝，放入經(jīng)步驟(a)處理的碳/碳復(fù)合材料，再放入另一半包埋粉料覆蓋，加上石 墨坩堝蓋；將石墨坩堝放入立式真空爐中，抽真空后，以5～10℃/min升溫速度將爐 溫升至1900～2300℃，保溫1～3h，關(guān)閉電源自然降溫，整個(gè)過程通氬氣保護(hù)，氬氣 流量是1～3L/min，得到帶SiC內(nèi)涂層的碳/碳復(fù)合材料；

(c)將Yb₂O₃粉與SiO₂粉按Yb₂O₃∶SiO₂(mol％)＝1∶2配料進(jìn)行球磨混合，其中 SiO₂粉過量24～30％，混合料裝入Al₂O₃坩堝中，將Al₂O₃坩堝放入馬弗爐中，升溫 至1500～1600℃，保溫10～15h后取出，球磨30～120min、并過300目篩，制得Yb₂Si₂O₇粉料；

(d)采用超音速等離子噴涂設(shè)備將Yb₂Si₂O₇粉料噴涂到帶SiC內(nèi)涂層的碳/碳復(fù) 合材料表面，超音速等離子體發(fā)生器以氫氣和氬氣為工作氣體，其中氬氣流量為78.6～ 92.2L/min，氫氣流量為19.2～32.1L/min，工作電壓為109～134V，工作電流為400～ 428A，噴槍口到基底材料的距離為60～80mm；噴涂完成后放入馬弗爐，升溫至1450～ 1550℃，保溫4～8h后取出，即在碳/碳復(fù)合材料表面制得SiC-Yb₂Si₂O₇復(fù)合涂層。