[發(fā)明專(zhuān)利]碳/碳復(fù)合材料ZrO2顆粒及SiC晶須協(xié)同增韌莫來(lái)石復(fù)合涂層的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410328344.5
• 申請(qǐng)日: 2014-07-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104130022A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃劍鋒;周磊;張永亮;李翠艷;歐陽(yáng)海波;郝巍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C04B41/86
• 分類(lèi)號(hào): C04B41/86
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備碳/碳復(fù)合材料復(fù)合外涂層的方法，具體涉及一種電磁感應(yīng)加熱-雙脈沖水熱電泳沉積制備表面均勻無(wú)微裂紋產(chǎn)生，且厚度均一無(wú)貫穿性孔洞和裂紋產(chǎn)生的碳/碳復(fù)合材料ZrO₂顆粒及SiC晶須協(xié)同增韌莫來(lái)石復(fù)合外涂層的方法。

背景技術(shù)

C/C復(fù)合材料是以碳纖維為增強(qiáng)相的碳基復(fù)合材料，由于其只由單一的碳元素組成，不僅具有碳及石墨材料優(yōu)異的耐燒蝕性能，低密度、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，而且高溫下還有優(yōu)異的力學(xué)性能，如高強(qiáng)度、高模量、良好的斷裂韌性和耐磨性能。尤其是其強(qiáng)度隨溫度的增加不降反升的性能，使其成為最有發(fā)展前途的高技術(shù)新材料之一，被廣泛用作航空和航天技術(shù)領(lǐng)域的燒蝕材料和熱結(jié)構(gòu)材料。但是，C/C復(fù)合材料在溫度超過(guò)500℃的氧化氣氛下迅速氧化，這大大限制了其應(yīng)用，因此C/C復(fù)合材料的氧化保護(hù)問(wèn)題成為了近年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。同時(shí)對(duì)其進(jìn)行高溫抗氧化防護(hù)對(duì)其高溫應(yīng)用具有重要的意義。

抗氧化涂層被認(rèn)為是解決碳/碳復(fù)合材料高溫氧化防護(hù)問(wèn)題的有效方法。SiC涂層由于極好的抗氧化性能以及與C/C復(fù)合材料的物理、化學(xué)相容性好而普遍作為過(guò)渡層使用，但是單一的SiC涂層不能對(duì)C/C基體提供有效的保護(hù)，因而抗氧化外涂層成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

到目前為止，制備的復(fù)合外涂層有很多種，例如Mullite-Al₂O₃-SiC涂層[Huang?Jian-Feng,Zeng?Xie-Rong,Li?He-Jun,Xiong?Xin-Bo,Huang?Min,Mullite-Al2O3-SiC?oxidation?protective?coating?for?carbon/carbon?composites.Carbon,2003,41,2825-2829.]、SiC晶須增韌MoSi₂-SiC-Si涂層[Fu?Qian-Gang,Li?He-Jun,Li?Ke-Zhi,Shi?Xiao-Hong,Hu?Zhi-Biao,Huang?Min,SiC?whisker-toughened?MoSi₂-SiC-Si?coating?to?protect?carbon/carbon?composites?against?oxidation,Carbon.2006,44,1866.]、MoSi₂/SiC涂層[Huang?J?F,Wang?B,Li?H?J,et?al.A?MoSi₂/SiC?oxidation?protective?coating?for?carbon/carbon?composites.Corrosion?Science,2011,2(53):834-839.]等。制備的復(fù)合涂層能對(duì)C/C復(fù)合材料起到有效的防護(hù)作用。但為了使抗氧化涂層向著長(zhǎng)壽命、耐高溫、抗沖刷等方向發(fā)展還需不斷努力。莫來(lái)石(熱膨脹系數(shù)為5.0×10^-6/℃)陶瓷材料耐火度高、抗熱震性好、抗化學(xué)侵蝕、抗蠕變、荷重軟化溫度高、體積穩(wěn)定性好，是理想的高級(jí)耐火材料，被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。SiC晶須具有與莫來(lái)石熱膨脹系數(shù)接近、耐高溫、強(qiáng)度高、彈性模量高、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，加之與ZrO₂顆粒的相變協(xié)同增韌成為提高莫來(lái)石陶瓷韌性和可靠性的有效途徑。并且到目前為止，用其作為抗氧化涂層的研究還很少見(jiàn)報(bào)道，綜上，ZrO₂顆粒及SiC晶須協(xié)同增韌莫來(lái)石抗氧化涂層有良好的應(yīng)用前景。