[發(fā)明專利]一種在SiC基纖維復(fù)合材料表面粘結(jié)絕緣材料的粘結(jié)劑及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510015127.5
• 申請(qǐng)日: 2015-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104529501A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁萬(wàn)昱;劉金東;崔云先
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/80
• 分類號(hào): C04B35/80;C04B35/16;C04B35/622
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在SiC基纖維復(fù)合材料表面粘結(jié)絕緣材料的粘結(jié)劑及其使用方法，屬于表面加工及涂層領(lǐng)域。

背景技術(shù)

SiC基纖維復(fù)合材料，如碳纖維增韌SiC材料、SiC纖維增韌SiC材料等，是一類重要的功能材料，在航空航天領(lǐng)域有重要的應(yīng)用，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和空天飛行器的熱防護(hù)體系等。近年來(lái)，SiC基纖維復(fù)合材料在快速升降溫條件下的失效表征越來(lái)越引起人們的關(guān)注，如測(cè)試快速升降溫過(guò)程中SiC基纖維復(fù)合材料的瞬間溫度、瞬間應(yīng)變等。測(cè)試材料溫度的方法有熱電阻法、熱電偶法、紅外測(cè)溫法等；測(cè)試應(yīng)變的方法有電測(cè)法、光測(cè)法、機(jī)械測(cè)法等。考慮到SiC基纖維復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的狹小高溫的應(yīng)用環(huán)境，以及瞬間溫度、瞬間應(yīng)變的測(cè)試要求，薄膜熱電偶測(cè)溫方法和薄膜電阻應(yīng)變測(cè)試方法成為快速升降溫過(guò)程中SiC基纖維復(fù)合材料的瞬間溫度、瞬間應(yīng)變的最佳測(cè)試方法。然而，由于SiC基纖維復(fù)合材料微米級(jí)編織狀的疏松多孔結(jié)構(gòu)，其微米級(jí)孔洞可導(dǎo)致薄膜熱電偶和薄膜電阻應(yīng)變計(jì)的功能層缺損；由于SiC基纖維復(fù)合材料微米級(jí)編織結(jié)構(gòu)，在變溫環(huán)境下，由熱膨脹導(dǎo)致纖維結(jié)構(gòu)位移將破壞薄膜熱電偶和薄膜電阻應(yīng)變計(jì)的功能層；由于SiC基纖維復(fù)合材料的電學(xué)性質(zhì)較好，可導(dǎo)致薄膜熱電偶和薄膜電阻應(yīng)變計(jì)的功能層與SiC基纖維復(fù)合材料間短路。基于上述原因，需在SiC基纖維復(fù)合材料表面首先制備連續(xù)致密的絕緣層，再在絕緣層上制備薄膜熱電偶和薄膜電阻應(yīng)變計(jì)的功能層，實(shí)現(xiàn)對(duì)SiC基纖維復(fù)合材料瞬間溫度、瞬間應(yīng)變的測(cè)試。

目前，在對(duì)SiC基纖維復(fù)合材料表面制備涂層/薄膜的方法有X.Yin等人(Materials?Science&Engineering?A,2000,Vol.290:89-94)提出的以CrO₃、H₂SO₄為原料的CrSi滲透方法；F.Smeacetto等人(Carbon,2002,Vol.40:583-587)提出的以Y₂O₃、BC、BaBSiO_x為原料的直接反應(yīng)法；F.等人(Surface&Coatings?Technology,2008,Vol.202:1588-1593)提出的以SiC+SiO₂或SiC+Si為原料的激光熔融方法；F.Smeacetto等人(Ceramics?International,2008,Vol.34:1297-1301)提出的以Si、SiO₂、Al₂O₃、Y₂O₃為原料的高溫?zé)Y(jié)方法；S.Costil等人(Applied?Surface?Science,2008,Vol.255:2425-2432)提出的直接激光輻照方法；Patrick?Ritt等人(Surface&Coatings?Technology,2012,Vol.206:4166-4172)提出的以Mo(CO)₆、Si、B等粉體為原料的燒結(jié)方法；X.Yang等人(Vacuum,2013,Vol.96:63-68)提出的以Zr、Si,、PCS-DVB、Al₂O₃等粉體為原料的燒結(jié)方法；M.Albano等人(Acta?Astronautica,2014,Vol.99:276-282)提出的以CH₃SiCl、CH₃SiCl₃為原料的化學(xué)氣象沉積方法；Y.P.Xie等人(Ceramics?International,2014,Vol.40:6875-6880)提出的以C₃H₆、CH₃SiCl₃、H₂、Ar為原料的化學(xué)氣相滲透方法等。

上述方法均存在一些不足之處，如，若以化學(xué)氣相滲透方法制備涂層/薄膜，則存在反應(yīng)溫度過(guò)高，易破壞SiC基纖維復(fù)合材料，同時(shí)耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)、效率低下等問(wèn)題；若以直接燒結(jié)方法制備涂層/薄膜，則存在燒結(jié)溫度過(guò)高、易破壞SiC基纖維復(fù)合材料等問(wèn)題；若以激光輻照方法制備涂層/薄膜，則存在激光束斑小、效率低下、輻照表面溫度難以控制等問(wèn)題；若以粉體燒結(jié)方法方法制備涂層/薄膜，則存在涂層/薄膜表面粗糙度過(guò)大、涂層表面存在大量無(wú)規(guī)則裂縫等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容