[發明專利]碳化硅與羥基磷灰石梯度涂層改性的碳/碳復合材料及制備方法

在審

• 申請號: 201810310487.1
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108546156A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 李克智;蘇楊楊;張磊磊
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C04B41/89
• 分類號: C04B41/89
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種碳化硅與羥基磷灰石梯度涂層改性的碳/碳復合材料，其特征在于：碳/碳復合材料的表面內涂層為碳化硅SiC涂層，外涂層為碳化硅SiC與HA羥基磷灰石的梯度涂層；所述碳化硅SiC涂層的材料組份為：質量分數75％～80％的Si，10％～15％的C和5％～10％的Al₂O₃；所述碳化硅SiC與HA羥基磷灰石的梯度涂層的材料組份為：質量分數20％～80％的SiC與20％～80％的HA。

2.根據權利要求1所述的碳化硅與羥基磷灰石梯度涂層改性的碳/碳復合材料，其特征在于：所述碳/碳復合材料基體的密度為1.40g/cm³～1.78g/cm³。

3.一種制備權利要求1或2所述碳化硅與羥基磷灰石梯度涂層改性的碳/碳復合材料的方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將碳/碳復合材料預處理；

步驟2、SiC內涂層的制備：將混合好的SiC內涂層的粉料采用球磨罐球磨混合，放入烘箱中烘干，然后與碳/碳復合材料置于石墨坩堝中，粉料包覆于碳/碳復合材料表面；將石墨坩堝封蓋后置于高溫爐中，在1900～2200℃處理1～3h，隨爐冷卻，即在碳/碳復合材料表面制得SiC內涂層；所述SiC內涂層的粉料配比為：質量分數75％～80％的Si粉料，10％～15％的C粉料和5％～10％的Al₂O₃粉料；

步驟3、制備SiC-HA外涂層：將質量分數20％～80％的SiC粉料與20％～80％的HA粉料置于球磨罐中球磨混合后干燥，利用噴霧造粒機將球磨后的混合粉料進行造粒處理；將具有SiC內涂層的碳/碳復合材料置于超音速等離子噴涂設備下，將混合好SiC-HA粉料噴涂在SiC內涂層上，得到SiC-HA外涂層；

所述噴涂參數為：功率為25kW～55kW，送粉率為3.2r/min～5.2r/min，噴涂次數為10次～25次，Ar流量為60L/min～85L/min。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述步驟1碳/碳復合材料的預處理是：采用丙酮、酒精和去離子水按照先后順序清洗20-30min，直至碳微粒被清洗干凈，然后將清洗干凈的碳/碳復合材料放入50-70℃的烘箱中干燥10-15h。