[發明專利]一種碳纖維增強MoSi2-SiC陶瓷基復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610060236.3
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105669231B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 曹麗云;白喆;黃劍鋒;歐陽海波;李翠艷;孔新剛;費杰;盧靖;王程;李嘉胤;介燕妮
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C04B35/84
• 分類號: C04B35/84;C04B35/83;C04B35/58;C04B35/622
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種碳纖維增強MoSi₂?SiC陶瓷基復合材料的制備方法，將二硅化鉬粉體、Si?Mo粉以及Al₂O₃粉體混合均勻，得到混合粉體；將密度為0.4～0.8g/cm³的多孔碳/碳復合材料切割成圓形薄片；將圓形薄片置于石墨坩堝中，并用混合粉體覆蓋，熱處理后放入葡萄糖水溶液中進行水熱處理，并重復水熱處理直至密度達到1.2～1.5g/cm³，最后進行碳化處理，得到碳纖維增強MoSi₂?SiC陶瓷基復合材料。本發明制備的C/C?MoSi₂?SiC復合材料密度適中，表面結構致密，界面結合良好，在低溫下即可獲得具有強度高，高溫抗氧化、抗燒蝕性能良好的復合材料。

技術領域

本發明屬于C/C復合材料技術領域，涉及一種碳纖維增強MoSi₂-SiC陶瓷基復合材料的制備方法。

背景技術

碳/碳(C/C)復合材料是目前唯一可以應用于2800℃的高溫復合材料，由于具有非常優異的性能使得其在航空航天領域具有廣闊的應用前景，比如熱膨脹系數低、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。然而，C/C復合材料在超過370℃的有氧環境就會被氧化，氧化質量損失導致其強度下降，限制了其應用范圍，尤其是在高溫或者潮濕環境下的使用。因此，提高C/C復合材料的高溫抗氧化性對于其應用十分關鍵。

一種有效的解決途徑是向C/C復合材料中引入超高溫陶瓷，比如SiC、ZrC、HfC等。利用陶瓷相對C/C復合材料起到保護作用，同時還不會降低C/C復合材料的各項性能，反而會提高在高溫環境下的穩定性，擴大應用范圍。目前研究較多的碳/碳-耐高溫陶瓷復合材料主要有C/C-SiC復合材料[Lei Liu,Hejun Li.Effect of surface ablation productson the ablation resistance of C/C–SiC composites under oxyacetylenetorch.Corrosion Science,2013,67:60-66、 S.Singh,V.K.Srivastava.Effect ofoxidation on elastic modulus of C/C–SiC composites.Materials Science andEngineering A,2008,468:534-539.]、C/C-ZrC復合材料[C.Y.Li,K.Z.Li,H.J.Li,Y.L.Zhang,H.B.Ouyang,Microstructure and ablation resistance of carbon/carboncomposites with a zirconium carbide rich surface layer,Corros.Sci.85(2014)160-166.、Shen Xuetao,Li Kezhi. Microstructure and ablation properties ofzirconium carbide doped carbon/carbon composites. Carbon，2010，48：344-351、Chun-xuan Liu,Jian-xun Chen.Pyrolysis mechanism of ZrC precursor andfabrication of C/C–ZrC composites by precursor infiltration andpyrolysis.Trans.Nonferrous Met.Soc.China,2014,24:1779-1784.]、C/C-SiC-ZrC復合材料[Zhaoqian Li,Hejun Li. Microstructure and ablation behaviors of integerfelt reinforced C/C-SiC-ZrC composites prepared by a two-step method.CeramicsInternational,2012,38:3419–3425、Lei Zhuang,Qian-gang Fu. Effect of pre-oxidation treatment on the bonding strength and thermal shock resistance ofSiC coating for C/C–ZrC–SiC composites.2015.]、C/C-HfC復合材料[Liang Xue,Zhe-an Su. Microstructure and ablation behavior of C/C–HfC composites prepared byprecursor infiltration and pyrolysis.Corrosion Science.2015]等。