[發明專利]一種吸波型SiC納米線增強SiBCN復合陶瓷涂層及制備方法

在審

• 申請號: 201810851202.5
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN108947552A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 劉永勝;葉昉;秦海龍;成來飛
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/58;C04B35/622
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發明涉及一種吸波型SiC納米線增強SiBCN復合陶瓷涂層及制備方法，首先選用具有一定形狀的沉積基底，然后通過CVI法在沉積基底表面原位自生一定含量的SiC納米線，制備增強體，最后采用CH₃SiCl₃?BCl₃?NH₃?H₂?Ar氣體體系在適合的溫度范圍內CVI沉積SiBCN基體，進而獲得具有結構功能一體化的SiC納米線增強SiBCN復合陶瓷涂層。本發明所采用的方法可以有效地調控增強體相和基體相的成分和電磁性能，可根據不同基底選取合適的制備組合,從而獲得高性能的結構功能一體化的復合陶瓷涂層。本發明所制備的SiBCN陶瓷基體不僅致密均勻有利于保護基底和增強體，提高復合陶瓷強度，而且陶瓷化程度和純度高，電磁性能優異。

技術領域

本發明屬于吸波型SiC納米線增強SiBCN復合陶瓷涂層領域，涉及一種吸波型SiC納米線增強SiBCN復合陶瓷涂層及制備方法，具體是以SiC納米線為增強體、SiBCN陶瓷為基體，僅采用化學氣相滲透/沉積制備結構功能一體化復合陶瓷涂層的方法。

背景技術

現代陶瓷材料由于具有高強度、耐高溫、抗氧化、抗腐蝕、低密度等優異性能，在先進航天器結構部件、高溫發動機、渦輪機、原子能反應堆壁、高溫傳感器等高技術領域獲得了廣泛應用。SiBCN多元體系陶瓷與SiC、Si₃N₄、BN等二元體系陶瓷及SiCN、SiCO等三元體系陶瓷相比，具有更加優異的耐高溫、抗氧化和電磁吸波性能，是一種備受青睞的新型陶瓷材料。然而，SiBCN多元體系陶瓷用于制備超高音速飛行器大面積迎風去、端頭及翼前緣等超高溫部件隱身涂層時，其力學性能仍不能滿足要求。碳化硅納米線不僅具有高強度、高比模量等優異力學性能，而且具有頻帶寬、兼容性好、質量輕和厚度薄等優異電磁性能，是結構功能一體化復合陶瓷涂層中一種重要的增強體。

在文獻“Wenyan Duan,Xiaowei Yin,et al.Synthesis and microwaveabsorption properties of SiC nanowires reinforced SiOC ceramic.”中通過裂解原位生成SiC納米線加強SiOC陶瓷，采用微觀尺度的SiC納米線可有效提高陶瓷材料的強度，對稀波性能的提升也有一定貢獻，由此可見SiC納米線在結構功能一體化復合陶瓷制備中的巨大潛力。專利CN105152670A通過交聯固化、裂解、研磨、燒結等步驟實現了SiC納米線增強SiBCN陶瓷的制備，但存在過程復雜、制備溫度高、燒結顆粒連結性差、力學性能不足、結構均勻性難保持等問題，限制了該方法的應用前景。

化學氣相滲透/沉積(CVI/CVD)是目前最為先進的復合陶瓷制備技術之一。采用該工藝制備的復合陶瓷純度高、致密性好、力學性能優良，而且該工藝制備溫度低、工藝調控空間大、加工途徑豐富，適用于制備大型復雜構件，因此可作為高性能結構功能一體化SiC納米線增強SiBCN復合陶瓷的優異候選工藝。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種吸波型SiC納米線增強SiBCN復合陶瓷涂層及制備方法，以發展高溫結構吸波一體化陶瓷涂層為目標，探索以CVI SiC納米線為增強體、以CVI SiBCN陶瓷為基體制備復合陶瓷涂層的微結構設計與制備基礎，為我國新一代熱結構吸波型陶瓷涂層的設計與制備奠定基礎。

技術方案

一種吸波型SiC納米線增強SiBCN復合陶瓷涂層，其特征在于：以SiBCN作為基體，以SiC納米線作為增強體；所述SiC納米線增強體為原位生長的SiC納米線。

一種制備所述吸波型SiC納米線增強SiBCN復合陶瓷涂層的方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：打磨SiBCN基底表面，使其具有一定粗糙度，隨后超聲清洗；