[發明專利]一種耐燒蝕碳-陶瓷-合金復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011085064.8
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112209717B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 康鵬超;劉豪;武高輝;張體恩;劉祉祎
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C04B35/52
• 分類號: C04B35/52;C04B35/83;C04B35/622
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

1.一種耐燒蝕碳-陶瓷-合金復合材料及其制備方法，其特征在于：該方法按照以下步驟進行：

一、將碳基體進行超聲清洗和烘干；

步驟一所述碳基體為石墨或C/C復合材料，密度為1.2～1.8g/cm³；

二、將步驟一處理后的碳基體放入鋼模具中，然后隨模具預熱；

三、將有機陶瓷前驅體加熱到熔點以上50～200℃并保溫10～30min，隨后將所得有機陶瓷前驅體熔液倒入盛有碳基體的鋼模具中并浸沒碳基體，進行壓力浸滲，得到有機陶瓷前驅體浸滲的碳基體；

四、有機陶瓷前驅體熱解處理，使有機陶瓷前驅體的高溫熱解，得到碳-陶瓷復合材料；

五、將碳-陶瓷復合材料放入鋼模具中，然后隨模具預熱；

六、配置合金粉料并熔煉，得到合金熔液，將合金熔液倒入盛有碳-陶瓷復合材料的鋼模具中，然后進行壓力浸滲，得到碳-陶瓷-合金復合材料，碳-陶瓷-合金復合材料的抗熱震性能好和線燒蝕率低。

2.根據權利要求1所述的耐燒蝕碳-陶瓷-合金復合材料及其制備方法，其特征在于：步驟一所述超聲清洗時間為10min；所述烘干工藝為：在70℃干燥12h。

3.根據權利要求1所述的耐燒蝕碳-陶瓷-合金復合材料及其制備方法，其特征在于：步驟二所述模具預熱工藝為：將模具預熱到有機陶瓷前驅體熔點以下0～300℃，保溫0.5～2h。

4.根據權利要求1所述的耐燒蝕碳-陶瓷-合金復合材料及其制備方法，其特征在于：步驟三所述壓力浸滲工藝為：向有機陶瓷前驅體熔液施加5～50MPa的壓力并保壓10min，浸滲完成后自然冷卻到室溫。

5.根據權利要求1所述的耐燒蝕碳-陶瓷-合金復合材料及其制備方法，其特征在于：步驟三所述有機陶瓷前驅體為有機硅前驅體、有機鋯前驅體、有機硅-硼前驅體中的一種或幾種任意比例的混合物。

6.根據權利要求5所述的耐燒蝕碳-陶瓷-合金復合材料及其制備方法，其特征在于：所述有機硅前驅體為聚碳硅烷、聚硅氧烷、聚硅氮烷或四乙基硅烷；所述有機鋯前驅體為聚碳鋯氧烷、正丁醇鋯、異丙醇鋯或四(二甲胺基)鋯；所述有機硅-硼前驅體為聚硼硅氧烷或聚硅硼氮烷。

7.根據權利要求1所述的耐燒蝕碳-陶瓷-合金復合材料及其制備方法，其特征在于：步驟四所述熱解處理工藝為：將有機陶瓷前驅體浸滲的碳基體置于氬氣保護氣氛中，升溫至1000～1600℃并保溫1～3h，然后自然冷卻至室溫。

8.根據權利要求1所述的耐燒蝕碳-陶瓷-合金復合材料及其制備方法，其特征在于：步驟五所述模具預熱工藝為：將模具預熱到合金熔點以下0～300℃并保溫0.5～2h。

9.根據權利要求1所述的耐燒蝕碳-陶瓷-合金復合材料及其制備方法，其特征在于：步驟六所述合金熔煉的工藝為：加熱到合金熔點以上50～300℃，保溫10～30min。