[發(fā)明專利]一種具有高溫抗氧化涂層的碳-碳熱結(jié)構(gòu)材料

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010180847.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN111233514A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許飚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 許飚
• 主分類號(hào): C04B41/87
• 分類號(hào): C04B41/87;C04B35/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及碳?碳熱結(jié)構(gòu)材料高溫抗氧化技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種具有高溫抗氧化涂層的碳?碳熱結(jié)構(gòu)材料，包括碳?碳熱結(jié)構(gòu)體，該碳?碳熱結(jié)構(gòu)體包裹在碳化硅?硅高溫抗氧化涂層的密封腔體內(nèi)，且碳?碳熱結(jié)構(gòu)體的正面涂敷有碳化硅涂層、背面涂敷有硅涂層，位于正面的碳化硅涂層和位于背面的硅涂層分別與碳化硅?硅高溫抗氧化涂層的正面部分和背面部分呈固定連接。本發(fā)明解決了碳?碳熱結(jié)構(gòu)材料在高溫有氧環(huán)境中使用時(shí)易發(fā)生氧化失效的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳-碳熱結(jié)構(gòu)材料高溫抗氧化技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種具有高溫抗氧化涂層的碳-碳熱結(jié)構(gòu)材料。

背景技術(shù)

碳-碳復(fù)合材料性能優(yōu)異，是航空航天領(lǐng)域十分重要的材料，它不但具有密度小、比強(qiáng)度大、線脹系數(shù)低、導(dǎo)熱導(dǎo)電能力高、耐腐蝕、摩擦因數(shù)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，而且還具有一系列優(yōu)異的高溫性能，如耐燒蝕、抗熱震、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，特別是在超過2000℃的高溫環(huán)境中，它仍具有良好的強(qiáng)度保持率，是一種理想的輕質(zhì)耐高溫結(jié)構(gòu)材料。但是作為熱結(jié)構(gòu)材料，碳/碳復(fù)合材料一般都是在高溫有氧環(huán)境中使用，在超過400℃有氧環(huán)境中易氧化的缺點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致其力學(xué)性能及各項(xiàng)物理化學(xué)性能迅速下降。因此，穩(wěn)定持久的抗氧化防護(hù)已成為制約碳/碳復(fù)合材料工程化應(yīng)用的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種具有高溫抗氧化涂層的碳-碳熱結(jié)構(gòu)材料，以解決碳-碳熱結(jié)構(gòu)材料在高溫有氧環(huán)境中使用時(shí)易發(fā)生氧化失效的技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種具有高溫抗氧化涂層的碳-碳熱結(jié)構(gòu)材料，包括碳-碳熱結(jié)構(gòu)體，該碳-碳熱結(jié)構(gòu)體包裹在碳化硅-硅高溫抗氧化涂層的密封腔體內(nèi)，且碳-碳熱結(jié)構(gòu)體的正面涂敷有碳化硅涂層、背面涂敷有硅涂層，位于正面的碳化硅涂層和位于背面的硅涂層分別與碳化硅-硅高溫抗氧化涂層的正面部分和背面部分呈固定連接。

進(jìn)一步的，所述碳化硅-硅高溫抗氧化涂層包括以下重量份數(shù)配比的原料：100份的碳化硅粉末(SiC)、50份的硅粉末(Si)。

進(jìn)一步的，所述碳化硅-硅高溫抗氧化涂層的制備方法包括以下步驟：

步驟一：將碳化硅粉末(SiC)、硅粉末(Si)與無水乙醇加入到球形研磨罐內(nèi)，充分?jǐn)嚢杈鶆颍恢螅瑢⒒旌暇鶆虻臐{料于100℃下干燥2h；

其中，球形研磨罐由位于頂部開口的圓筒體和位于底部的球形腔體，球形研磨罐的腔體內(nèi)設(shè)置有研磨球本體；

第一研磨球與球形研磨罐的內(nèi)壁之間均布有第二研磨球，第二研磨球分別與研磨球本體的球面、第一研磨球、球形研磨罐的內(nèi)壁呈滾動(dòng)摩擦連接設(shè)置；

步驟二：向步驟一制備的混合粉末中加入去離子水，并充分?jǐn)嚢璩烧吵頎睿瑢⒄吵頎钜后w均勻涂在碳-碳熱結(jié)構(gòu)材料的表面，預(yù)置涂層厚度為0.6～1mm；預(yù)置涂層試樣要先在空氣自然干燥4～5h，之后放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行烘干處理，烘干爐溫度80℃、保溫l0h。

進(jìn)一步的，所述研磨球本體的球面上均布有呈半球體形狀的第一研磨球，第一研磨球的球面與球形研磨罐的內(nèi)壁呈滾動(dòng)摩擦連接設(shè)置。

(三)有益的技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明通過將碳-碳熱結(jié)構(gòu)體包裹在碳化硅-硅高溫抗氧化涂層的密封腔體內(nèi)，且碳-碳熱結(jié)構(gòu)體的正面涂敷有碳化硅涂層、背面涂敷有硅涂層，位于正面的碳化硅涂層和位于背面的硅涂層分別與碳化硅-硅高溫抗氧化涂層的正面部分和背面部分呈固定連接的技術(shù)方案，解決了碳-碳熱結(jié)構(gòu)材料在高溫有氧環(huán)境中使用時(shí)易發(fā)生氧化失效的技術(shù)問題。

附圖說明