[發明專利]抗氧化復合涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201610458928.3
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN107522509A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 趙勝
• 申請（專利權）人: 張家港保稅區奇利國際貿易有限公司
• 主分類號: C04B41/89
• 分類號: C04B41/89;C04B41/87
• 代理公司: 常州市維益專利事務所(普通合伙)32211
• 代理人: 陸華君

技術領域

本申請屬于無機功能涂層材料技術領域，，特別是涉及一種碳基體表面的抗氧化復合涂層及其制備方法。

背景技術

在表面制備抗氧化涂層是實現碳質材料在高溫有氧環境中不被氧化燒蝕的重要手段，涂刷法是實現大尺寸、異形碳質材料構件表面抗氧化涂層均勻高效制備的有效途徑，該方法不僅可以用少量的原材料就可以制備大面積涂層，大大節省制備抗氧化涂層的成本，還可以減少涂層制備過程對碳質材料的損傷，保持其力學性能不降低。因此，涂刷法被認為是最適宜在大尺寸、異形結構的碳質承載構件表面制備抗氧化涂層的方法。

傳統的涂刷法制備碳化硅涂層往往采用樹脂類物質作為載體，采用硅作為反應組元，通過高溫燒結處理形成碳化硅涂層。此過程中，為了配制合適流動性的涂刷料，往往在樹脂和硅粉外還需加入一些溶劑，如乙醇、甲苯等，這些加入的溶劑在涂刷料干燥和固化過程中會揮發到環境中。同時，樹脂在固化過程中，自身的縮聚和熱解反應同樣會產生大量有機揮發性氣體和焦油狀物質，這些物質中大都含有少量有毒物質。因此，無論是加入的溶劑揮發物還是樹脂的熱解產物都會造成環境的污染。雖然可以通過氣體吸收、吸附等方式可以將污染降低，但一方面有毒物質不能完全被處理掉，另一方面還會增加制備抗氧化涂層的成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗氧化復合涂層及其制備方法，以克服現有技術中的不足。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本申請實施例公開了一種抗氧化復合涂層，包括依次形成于石墨基體表面上的柔性層、碳擴散阻擋層、氧擴散阻擋層和耐腐蝕層。

優選的，在上述的抗氧化復合涂層中，所述柔性層的材質為PyC。

優選的，在上述的抗氧化復合涂層中，所述碳擴散阻擋層為二氧化硅。

優選的，在上述的抗氧化復合涂層中，所述氧擴散阻擋層為ZrB₂。

優選的，在上述的抗氧化復合涂層中，所述耐腐蝕層為SiC。

相應的，本申請還公開了一種抗氧化復合涂層制備方法，包括步驟：

1)石墨基體表面的清洗

將待制備抗氧化復合涂層的石墨基體的表面清洗干凈，干燥后待用；

2)涂刷料的配制

將柔性層、碳擴散阻擋層、氧擴散阻擋層和耐腐蝕層按照質量比為1:4:2:5的比例進行混合，形成涂刷料；

3)形成涂覆層

將涂刷料均勻涂刷到石墨基體表面，形成涂覆層并干燥；

4)真空燒結

將得到的碳質材料在真空燒結爐中進行反應燒結，燒結溫度范圍為1800℃，燒結時間為4h，清洗干燥后得到抗氧化復合涂層。

與現有技術相比，本發明的優點在于：本發明的抗氧化復合涂層具有良好的抗氧化性能，其在1400℃下抗氧化能力達到300小時以上。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1所示為本發明具體實施例中抗氧化復合涂層的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

結合圖1所示，抗氧化復合涂層，包括依次形成于石墨基體表面上的柔性層、碳擴散阻擋層、氧擴散阻擋層和耐腐蝕層。

在優選的實施例中，柔性層的材質為PyC。

柔性層用以調節基體與涂層的熱膨脹差異，提高柔性層與石墨基體的結合強度。

在優選的實施例中，碳擴散阻擋層為二氧化硅。

碳擴散阻擋層用以阻擋碳向外擴散，保證外層的有效性。

在優選的實施例中，氧擴散阻擋層為ZrB₂。

氧擴散阻擋層用以阻擋氧的擴散，防止其進入石墨基體發生碳氧反應，降低氧的擴散率。

耐腐蝕層為SiC。

耐腐蝕層用以控制表面涂層與外部環境的直接接觸，降低環境的腐蝕情況，對表層起到一定的保護作用。

抗氧化復合涂層的制備方法，包括：

1)石墨基體表面的清洗