[發明專利]一種中溫抗氧化涂層、其制備方法及炭/炭復合材料制品

有效

• 申請號: 201610071452.8
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105601344B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 于可歡;熊杰;張紅波
• 申請（專利權）人: 湖南博云新材料股份有限公司
• 主分類號: F16D69/02
• 分類號: F16D69/02;C04B41/89
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發明提供一種中溫抗氧化涂層，由涂層中間體經燒結得到，所述涂層中間體包括復合在基體表面的第一涂層、復合在所述第一涂層上的第二涂層和復合在所述第二涂層上的正硅酸乙酯層；所述第一涂層由包括H₃BO₃和H₃PO₄的混合酸液制成；所述第二涂層由包括B₂O₃、SiO₂、Mn(H₂PO₄)₂、ZrO₂、CaF₂、Al₂O₃、B₄C、CeO₂和硅溶膠的組分制成。本發明中的錳能夠在燒結時促進抗玻璃相的流動性；采用正硅酸乙酯作為封孔劑，其在燒結的過程中生成的二氧化硅不僅能夠填充抗氧化涂層的孔隙，還能減少抗氧化涂層剝落的風險。本發明還提供了一種中溫抗氧化涂層的制備方法和一種炭/炭復合材料制品。

技術領域

本發明屬于表面涂層技術領域，尤其涉及一種中溫抗氧化涂層、其制備方法及炭/炭復合材料制品。

背景技術

炭/炭復合材料是具有特殊性能的新型工程材料，它是由炭纖維或各種炭織物作為增強體，以石墨化的樹脂、瀝青炭及化學氣相沉積炭作為基體所形成的復合材料。它幾乎全部由元素碳組成，故能承受高溫和極大的加熱速率。在機械加載時，炭/炭復合材料的變形與延伸呈現假塑性性質，最后以非脆性斷裂，其斷裂功大約為10³-10⁴J/M²。它的抗沖擊和抗熱誘導應力的能力極強，且具有一定的化學惰性。熱膨脹系數小，大約為金屬的1/4～1/5，導熱性好。

由于炭/炭復合材料具有密度小、熱膨脹系數小、比熱高、摩擦磨損性能好等優點而被選作飛機上的剎車副材料。但是，炭/炭復合材料在400℃時即開始氧化，而飛機在正常著陸時剎車副的溫度可達到600℃～800℃，特殊情況下甚至超過1000℃。氧化造成的材料損失將會導致剎車副表面疏松剝落，使剎車副的物理性能及力學性能急劇降低，導致剎車副剎車失效，從而引發剎車事故。目前，在剎車副材料表面制備抗氧化涂層被視為解決這一問題的關鍵途徑。

傳統的低溫(1000℃以下)抗氧化涂層主要為B₂O₃、磷酸鹽系列的涂層。但該涂層體系使用溫度達不到飛機剎車副炭材料抗氧化涂層的使用溫度范圍。

由于飛機剎車盤經常會接觸到除冰劑等催化劑，這些催化劑能夠滲入炭/炭材料內部使之氧化，因此，飛機炭剎車盤所用炭材料的抗氧化涂層除了使用溫度需要達標外，其抗催化氧化性能也是衡量涂層性能的重要指標。方勛華等采用刷涂的方式制備了一種磷酸鹽做過渡層的中溫抗氧化涂層(一種中溫炭/炭復合材料抗氧化涂層的制備及其性能.碳素CARBON.2004,119(3):17～20.)，此中溫涂層的抗熱性能較好，能夠達到飛機剎車副炭材料抗氧化涂層的使用溫度范圍，但是該涂層的抗催化氧化性能有待進一步提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種中溫抗氧化涂層、其制備方法及炭/炭復合材料制品，本發明提供的中溫抗氧化涂層具有較好的抗催化氧化性能。

本發明提供一種中溫抗氧化涂層，由涂層中間體經燒結得到；

所述涂層中間體包括復合在基體表面的第一涂層、復合在所述第一涂層上的第二涂層和復合在所述第二涂層上的正硅酸乙酯層；

所述第一涂層由包括H₃BO₃和H₃PO₄的混合酸液制成；