[發明專利]一種Cf 有效
| 申請號： | 201611200717.6 | 申請日： | 2016-12-22 |
| 公開（公告）號： | CN108218474B | 公開（公告）日： | 2021-03-16 |
| 發明（設計）人： | 朱云洲;宋盛星;劉學建;姚秀敏;殷杰;黃政仁 | 申請（專利權）人： | 中國科學院上海硅酸鹽研究所 |
| 主分類號： | C04B41/87 | 分類號： | C04B41/87;C04B35/565;C04B35/65;C04B35/80 |
| 代理公司： | 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261 | 代理人： | 曹芳玲;鄭優麗 |
| 地址： | 200050 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 base sub | ||
本發明涉及一種Cf/SiC復合材料表面光學涂層及其制備方法，所述光學涂層是以SiC/Si為主相、厚度為1mm以上的光學致密涂層，所述光學涂層的制備方法包括以下步驟：（a）通過漿料涂覆工藝在Cf/C復合材料表面制備主相為C和SiC的多孔素坯膜；（b）將步驟（a）所得的多孔素坯膜和Cf/C復合材料同步滲硅，在所述Cf/C復合材料通過滲硅反應得到Cf/SiC復合材料的同時，在Cf/SiC復合材料表面形成以SiC/Si為主相的致密光學涂層。本發明所述方法還具有成型工藝簡單、涂層致密度高、微觀組成與厚度可控以及與基底結合強度高等優點。
技術領域
本發明涉及一種Cf/SiC復合材料表面光學涂層的制備方法，屬于涂層制備工藝領域。
背景技術
碳纖維增強碳化硅基復合材料(Cf/SiC)具有耐高溫、耐腐蝕、高比剛度、高熱導、低密度等系列優點。其內部存在的獨特的裂紋偏轉、纖維拔出以及纖維橋聯等能量耗散機制使基體中裂紋在外加載荷的作用下擴展到弱界面區域時不會快速失穩擴展，材料表現出類似金屬的非災難性破壞特征。因此，Cf/SiC復合材料在航空航天領域被廣泛用作火箭發動機噴管和燃燒室、超高速飛行器尖銳前緣和空間光學部件。
由于Cf/SiC復合材料中碳纖維和氣孔的存在，Cf/SiC復合材料表面無法通過直接拋光獲得滿足應用需求的表面光潔度，這成為Cf/SiC復合材料在空間光學領域應用面臨的最主要問題之一。目前主要通過Cf/SiC復合材料表面改性來解決這一問題。而表面改性技術主要分為物理氣相沉積硅(PVD-Si)和化學氣相沉積碳化硅(CVD-SiC)兩類。PVD-Si難以獲得較高的致密度，且與基材結合力較低；CVD-SiC殘余熱應力較大，容易分層、剝落，在制備0.2mm以上光學涂層時非常困難。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的是提供一種制備與Cf/SiC復合材料底材結合良好且微觀組成與厚度可控的SiC/Si致密光學涂層的方法。
在此，本發明提供一種Cf/SiC復合材料表面光學涂層的制備方法，所述光學涂層是以SiC/Si為主相、厚度可達1mm以上的光學致密涂層，所述制備方法包括：
(a)通過漿料涂覆工藝在Cf/C復合材料表面制備主相為C和SiC的多孔素坯膜；
(b)將步驟(a)所得的多孔素坯膜和Cf/C復合材料同步滲硅，在所述Cf/C復合材料通過滲硅反應得到Cf/SiC復合材料的同時，在Cf/SiC復合材料表面形成以SiC/Si為主相的致密光學涂層。
本發明通過漿料涂覆工藝在Cf/C復合材料表面制備主相為C和SiC的多孔素坯膜(多孔陶瓷預涂層)；并將所得的表面涂覆有多孔陶瓷預涂層的Cf/C復合材料同步反應滲硅。在此滲硅過程中，在Cf/C復合材料表面形成以SiC/Si為主相的致密涂層的同時，Cf/C 逐步轉化為Cf/SiC復合材料，使得所述Cf/SiC復合材料與SiC/Si為主相的致密涂層發生化學結合形成一個反應過渡層，顯著提高了Cf/SiC復合材料表面的致密度和SiC/Si為主相的致密涂層與Cf/SiC復合材料基底的結合強度。
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