[發明專利]C/C-ZrC復合材料及其制備方法和應用有效
| 申請號： | 201611103115.9 | 申請日： | 2016-12-05 |
| 公開（公告）號： | CN106588044B | 公開（公告）日： | 2019-09-10 |
| 發明（設計）人： | 陳思安;胡海峰;李勇;林文強;郭益民;馬新 | 申請（專利權）人： | 中國人民解放軍國防科學技術大學 |
| 主分類號： | C04B35/66 | 分類號： | C04B35/66;C04B35/83;C04B35/622 |
| 代理公司： | 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008 | 代理人： | 趙洪;黃藝平 |
| 地址： | 410073 湖南省長沙市德雅路109*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | zrc 復合材料 及其 制備 方法 應用 | ||
1.一種C/C-ZrC復合材料，其特征在于，所述C/C-ZrC復合材料以碳纖維預制件為增強體，以瀝青碳和ZrC為基體，所述瀝青碳通過瀝青經催化交聯、裂解和石墨化制備得到，所述碳化鋯通過聚乙酰丙酮鋯催化交聯、裂解轉化得到。
2.一種C/C-ZrC復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1、先驅體制備：在熔融態的瀝青成液態，加入聚乙酰丙酮鋯，加熱攪拌得到先驅體；
S2、熔融浸漬：將碳纖維預制件在所述S1步驟的所述先驅體中熔融浸漬；
S3、催化交聯：將S2步驟中浸漬有先驅體的碳纖維預制件在溫度為300℃～400℃，壓力為5MPa～15MPa的環境下催化交聯；
S4、加壓半焦化：繼續加熱至400℃～650℃，壓力升至10MPa～20MPa進行加壓半焦化；
S5、裂解：將經過所述S4步驟后的碳纖維預制件進行裂解，獲得C/C-ZrO2坯體；
S6、致密化：周期性重復所述S2～S5步驟，直至碳纖維預制件的增重率低于1%；
S7、石墨化：將經過所述S6步驟后的碳纖維預制件進行高溫石墨化得到C/C-ZrC復合材料預制體；
S8、再致密化：周期性重復S6～S7步驟，直至所述C/C-ZrC復合材料預制體的開孔率小于5%，得到C/C-ZrC復合材料。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述S1步驟具體為：在熔融態的瀝青中加入聚乙酰丙酮鋯，加熱至190℃～230℃攪拌0.5 h～1 h后得到先驅體，所述催化劑為ZrCl4；所述瀝青為軟化點小于150℃的瀝青。
4.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，其特征在于，所述S2步驟中，所述熔融浸漬在真空條件下進行，所述熔融浸漬的溫度為190℃～250℃；所述浸漬的時間為1 h～4 h。
5.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述催化交聯的時間為2 h～6 h。
6.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中：所述加壓半焦化的溫度為400℃～600℃；所述加壓半焦化的時間為2h～8h。
7.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，所述S5中步驟，所述裂解的溫度為800℃～1200℃；所述裂解的時間為0.5 h～2 h。
8.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S7中：所述高溫石墨化的溫度為2300℃～2600℃；所述高溫反應的時間為0.5 h～2 h。
9.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S6重復熔融浸漬-催化交聯-加壓半焦化-裂解過程2～5個周期；所述步驟S8重復致密化-高溫石墨化過程2～4個周期。
10.根據權利要求1所述的C/C-ZrC復合材料或權利要求2至9中任一項所述制備方法制備得到的C/C-ZrC復合材料在制備高超聲速飛行器的端頭和前緣防護材料中的應用。
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