[發明專利]一種C/C復合材料的高溫防護涂層及制備方法

在審

• 申請號: 201810345296.9
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108503389A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 劉學璋;章麗偉
• 申請（專利權）人: 江西科技師范大學
• 主分類號: C04B41/87
• 分類號: C04B41/87
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種C/C復合材料的高溫防護涂層，其特征在于：該涂層材料由95～99％質量的ZrB₂，1～5％質量的稀土氧化物組成，所制備的防護涂層可抵御1600℃的高速氣流不低于800s的燒蝕，且其質量損失率低于-2.0×10^-4g/s。

2.一種如權利要求1所述的一種C/C復合材料的高溫防護涂層的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

第一步，原料粉末的復合處理：

(1)將預處理的ZrB₂粉體加入去離子水中，超聲分散1h以上，配置成質量百分數為0.2％～15％的分散液；(2)將稀土氧化物的前驅體配置成0.02～0.5mol/L的水溶液，均勻滴加到步驟(1)配置的分散液中并攪拌；(3)將沉淀劑滴加到步驟(2)的混合液中，使溶液pH保持在7～10，同時在80～100℃條件下劇烈攪拌，反應1～2h后陳化，使前驅體均勻組裝至ZrB₂顆粒表面；(4)將上一步的反應物洗滌，離心分離，于400～600℃焙燒2～4h后得到所需粉末；

第二步，粉末的團聚造粒；

將上一步復合處理的粉體分散于去離子水中，依次加入分散劑及粘結劑，機械球磨分散4～8小時，配置成穩定的漿料，然后通過高速離心噴霧造粒，獲得團聚粉末；

第三步，高溫防護涂層的制備；

將C/C復合材料表面清潔除污，以第二步的團聚粉末為喂料，采用等離子噴涂技術噴涂防護涂層。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于：所述的預處理ZrB₂粉體是經過鹽酸、硫酸、硝酸、月桂酸、油酸、十六烷基三甲基溴化銨、六次甲基四胺、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉的一種或幾種的混合物的表面活化處理，處理后ZrB₂的平均粒度為3～5μm，表面電位為40～60mV。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于：所述的稀土氧化物的前驅體是釔的硝酸鹽、硫酸鹽、鹽酸鹽，鈰的硝酸鹽、硫酸鹽、鹽酸鹽，鑭的硝酸鹽、硫酸鹽、鹽酸鹽的一種或幾種的混合物。

5.如權利要求2所述的方法，其特征在于：所述的沉淀劑為氨水、氫氧化鈉、碳酸鈉、尿素、氫氧化鉀、草酸胺的一種或幾種的混合物。

6.如權利要求2所述的方法，其特征在于：所述的復合處理后ZrB₂顆粒表面均勻組裝一層致密的稀土氧化物，厚度為200～500nm。

7.如權利要求2所述的方法，其特征在于：所述的團聚粉末結構松散，粒徑為15～40μm。

8.如權利要求2所述的方法，其特征在于：所述第三步中高溫防護涂層的制備的參數為：等離子噴涂凈功率為30～60kW，等離子氣體中氬氣為20～60slpm，氫氣為10～30slpm，送粉載氣量2～5L/min，噴涂距離100～150mm。