[發明專利]一種Y2SiO5 晶須增韌Y4Si3O12 復合涂層的制備方法有效
| 申請號： | 201210458709.7 | 申請日： | 2012-11-14 |
| 公開（公告）號： | CN102924107A | 公開（公告）日： | 2013-02-13 |
| 發明（設計）人： | 黃劍鋒;楊柳青;曹麗云;王雅琴;費杰 | 申請（專利權）人： | 陜西科技大學 |
| 主分類號： | C04B35/81 | 分類號： | C04B35/81;C04B41/89 |
| 代理公司： | 西安通大專利代理有限責任公司 61200 | 代理人： | 陸萬壽 |
| 地址： | 710021 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 sub sio 晶須增韌 si 12 復合 涂層 制備 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種高溫抗氧化涂層的制備，具體涉及一種Y2SiO5晶須增韌Y4Si3O12復合涂層的制備方法。
背景技術
碳/碳(C/C)復合材料具有熱膨脹系數低、密度低、耐高溫、耐燒蝕、高強度、高模量等優異性能，特別是在惰性氣氛的2200℃以內條件下其強度和模量隨溫度升高而增加的優異性能，使其在航空航天領域具有廣闊的應用前景。然而，C/C復合材料在超過450℃的有氧環境就會被氧化，氧化質量損失導致其強度下降，限制了其在氧化氣氛下的廣泛應用。因此，解決C/C復合材料高溫防氧化問題是充分利用其性能的關鍵。
提高C/C復合材料抗氧化性能主要有兩種途徑：一種是基體改性技術；一種是表面涂層技術。研究表明，基體改性技術只適用于低溫段對C/C材料的氧化保護。而涂層技術則能夠有效解決C/C材料的高溫防氧化問題。
長期以來，無論采用何種涂層，涂層與C/C基體之間或與SiC內涂層之間的熱膨脹系數差異均會導致涂層中出現或多或少的裂紋，從而使涂層在抗氧化過程中快速失效[JF?Huang,XR?Zeng,HJ?Li,et?al.Influence?of?thepreparation?temperature?on?the?phase,microstructure?and?anti-oxidation?propertyof?a?SiC?coating?for?C/C?composites[J].Carbon,2004,42:1517-1521.]。因此，如何使內外涂層之間熱膨脹系數匹配一直是一個很難解決的問題，而硅酸釔即是一種熱膨脹系數與碳化硅非常接近的耐高溫材料。
已有研究表明[Huang?JF,Li?HJ,Zeng?XR,et?al.A?new?SiC/yttriumsilicate/glass?multi-layer?oxidation?protective?coating?for?carbon/carboncomposites[J].Carbon,2004,42(11):2356-2359.]，單一和復相硅酸釔涂層均能在一定溫度條件下對C/C進行有效保護，但是由于SiC層與外涂層間熱膨脹系數的差異，不可避免地在涂層制備及抗氧化過程中會產生微裂紋和孔洞，這些缺陷會導致在低溫段氧氣的滲透，從而在一定程度上使基體被氧化。
黃劍鋒[Huang?JF,Li?HJ,Zeng?XR,et?al.Preparation?and?oxidation?kineticsmechanism?of?three?layer?multi-layer?coatings?coated?carbon/carboncomposites[J].Surface?and?Coating?Technology,2006,200(18-19):5379-5385.]等開發了Y2SiO5/Y2Si2O7玻璃復合涂層，該復合涂層在1700℃的靜態空氣中經過200h的抗氧化測試，氧化失重僅為2.87×10-3g/cm2，但內外涂層間的結合情況并不十分理想，成為制約涂層防氧化性能的關鍵問題。
發明內容
本發明的目的是提出一種均勻、致密、無顯微裂紋、抗氧化性能優異的Y2SiO5晶須增韌Y4Si3O12復合涂層的制備方法
為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：
步驟1：采用包埋法在C/C復合材料基體表面制備SiC多孔內涂層
1）首先，取市售分析純的Si粉、C粉和Cr2O3粉，按Si粉：C粉：Cr2O3粉=(2~3):(3~4):(1.0~1.5)的質量比配制包埋粉料，然后將預處理后的碳/碳復合材料放入石墨坩堝，并將其埋入包埋粉料中；
2）其次，將石墨坩堝放入立式真空爐中，通入氬氣作為保護氣體，控制立式真空爐的升溫速度為20~30℃/min，將爐溫從室溫升至1600~1700℃后，保溫1~2h后隨爐自然冷卻，用無水乙醇將完成包埋的碳/碳復合材料超聲清洗1~1.5h，超聲功率為300~400W；
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