[發明專利]CVD SiC/SiO2梯度抗氧化復合涂層及其制備方法有效
| 申請號： | 201210129286.4 | 申請日： | 2012-04-28 |
| 公開（公告）號： | CN102659451A | 公開（公告）日： | 2012-09-12 |
| 發明（設計）人： | 李國棟;梁武;熊翔;張紅波;吳敏 | 申請（專利權）人： | 中南大學 |
| 主分類號： | C04B41/52 | 分類號： | C04B41/52;C23C16/44;C23C16/32;C23C16/40;C23C16/30 |
| 代理公司： | 長沙市融智專利事務所 43114 | 代理人： | 鄧建輝 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | cvd sic sio sub 梯度 氧化 復合 涂層 及其 制備 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種石墨、C/C復合材料及陶瓷基材料的梯度抗氧化復合涂層及制備方法，提供室溫至1700℃溫度范圍內長時間的抗氧化保護。
背景技術
石墨、C/C復合材料及陶瓷基材料(如C/C-陶瓷復合材料、C/陶復合材料、碳化物陶瓷)具有優異的耐高溫、耐燒蝕、耐磨損等一系列的優點，尤其在惰性氣氛或真空條件下，在高溫下依然具有良好的強度、模量及其他力學性能，因此在航天航空領域具有廣闊的應用前景。但在氧化氣氛下，這些材料就會迅速被氧化，導致材料毀滅性破壞，大大制約了其應用。因此，對石墨、C/C復合材料及陶瓷基材料提供抗氧化保護是十分必要的。
目前，抗氧化涂層法是比較理想的抗氧化保護方法，它是利用涂層材料將基體材料與氧隔離開來，阻止基體材料與氧原子發生反應，從而達到有效抗氧化的要求。近年來，各種抗氧化涂層體系得到了大量的研究。其中，SiC是最常用的涂層材料，這是因為它在較高溫度下氧化時產生的SiO2可以填充涂層中的裂紋等缺陷，阻擋氧氣的滲入，從而為材料提供抗氧化保護。但是，在中低溫區域，SiC的氧化速率很慢，無法形成完整有效的SiO2阻氧膜。而在中低溫區域具有良好流動性和潤濕性的硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等涂層，其在長時間高溫條件下會因揮發嚴重而導致涂層失效。因此，這些涂層的抗氧化溫度較窄，僅集中于中低溫段或者高溫段，不能提供從低溫到高溫寬溫度范圍內的長時間抗氧化保護。
發明內容
本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種具有良好可控性和可設計性，并且具有成分梯度、低應力及優良的抗熱震性能，能夠在室溫至1700℃溫度范圍內長時間應用的CVD?SiC/SiO2梯度抗氧化復合涂層。
本所要解決的第二個技術問題是提供一種該CVD?SiC/SiO2梯度抗氧化復合涂層的制備方法。
為了解決上述第一個技術問題，本發明提供的CVD?SiC/SiO2梯度抗氧化復合涂層，由采用化學氣相沉積方法制備的SiC涂層、SiO2涂層及SiC與SiO2共沉積涂層組成，或僅由采用化學氣相沉積方法制備的SiC與SiO2共沉積涂層組成。
所述的SiC與SiO2共沉積涂層的成分有三種變化：兩種梯度變化，一種成分基本穩定不變，即SiC成分由高到低，同時SiO2的成分由低到高的SiC-SiO2梯度涂層，或SiO2成分由高到低，同時SiC的成分由低到高的SiO2-SiC梯度涂層，或SiC、SiO2兩成分基本不變的SiC～SiO2共沉積涂層。
所述的梯度涂層由一種梯度構成，或由多個梯度構成多層復合梯度涂層，即由內至外涂層依次為SiC/SiC-SiO2/SiO2涂層，或依次SiC/SiC-SiO2/SiC～SiO2/SiC-SiO2/SiO2涂層，或依次為SiC/SiC-SiO2/SiO2/SiO2-SiC/SiC/SiC-SiO2/SiO2…SiC/SiC-SiO2/SiO2，或依次為SiC/SiC-SiO2/SiO2-SiC/SiC-SiO2/…/SiO2-SiC/SiC-SiO2/SiO2，或依次為SiC/SiC-SiO2/SiC～SiO2/SiO2-SiC/SiC～SiO2/…/SiC～SiO2/SiC-SiO2/SiO2，或依次為SiC-SiO2/SiO2-SiC/…/SiO2-SiC/SiC-SiO2/，或為SiC～SiO2。
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