[發明專利]一種高溫抗氧化碳陶復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811229885.7
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109354506B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 曹英斌;周帆
• 申請（專利權）人: 湖南國科碳陶新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/573;C04B35/80;C04B35/622;C04B41/87
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種耐高溫抗氧化碳陶復合材料的制備方法，其特征在于，所述耐高溫抗氧化碳陶復合材料包括碳陶復合材料基體和基體表面的抗氧化涂層，所述碳陶復合材料基體為碳纖維預制件增強的C和SiC雙基體的陶瓷基復合材料，基體表面的抗氧化涂層主要成分為SiC的SiC基抗氧化陶瓷涂層；

所述制備方法包括以下步驟：

1)以針刺整體氈為增強體，密度為0.3g/cm³，將其置于碳沉積爐中，進行化學氣相沉積碳過程制備C/C素坯，直至其密度達到1.2g/cm³；化學氣相沉積過程，以丙烯為碳先驅氣體，以Ar為稀釋氣體，沉積壓力為2000Pa，沉積溫度為900℃，丙烯和Ar的體積比為1:1；

2)先后采用400目、600目、1200目砂紙打磨C/C素坯的表面和棱角，然后在無水乙醇介質中超聲清洗15min，在100℃下烘干至恒重；

3)將C粉、SiC粉、化學純硅溶膠、ZrB₂粉按照質量比16％:30％：40％:14％混合制得預涂層漿料；

4)將預涂層漿料均勻地刷涂在C/C素坯表面，然后在100℃下烘干，在C/C素坯表面制備預涂層，重復刷涂烘干步驟，直至C/C素坯單位表面積上質量增加為0.25mg/mm²；

5)將具有預涂層的C/C素坯置于滲硅爐中，對其進行氣相滲硅處理，在氣相滲硅過程中，Si氣體穿過預涂層與C/C復合材料中的C基體反應生成SiC基體，得到C/C-SiC復合材料，同時也與預涂層中的C也發生反應生成SiC，使得涂層燒結，冷卻時Si蒸氣凝聚填充涂層中孔隙，使得涂層變得致密，得到表面包覆有SiC基抗氧化陶瓷涂層的C/C-SiC復合材料；氣相滲硅過程以單質硅為原料，反應室壓力為1000Pa，反應溫度為1650℃，反應時間為3h，得到耐高溫抗氧化碳陶復合材料，所得抗氧化C/C-SiC復合材料的密度為2.14g/cm³，彎曲強度為176MPa，涂層厚度為130μm。