[發明專利]表面具有碳化硅和硅涂層的B4

在審

• 申請號: 202110464571.0
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113105243A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 江濤;韓慢慢;付甲
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: C04B35/563
• 分類號: C04B35/563;C04B35/622;C04B35/645;C04B41/87
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

1.表面具有碳化硅和硅涂層的B₄C/石墨復合材料，按重量份數，其特征在于，包括以下組分：

以B₄C材料為基體相，石墨材料為可加工相；石墨材料在B₄C/石墨復合材料中的質量分數為10份～40份；B₄C材料質量分數為90份～60份；Al₂O₃粉末質量分數為4份～7份；Y₂O₃粉末質量分數為3份～6份。

2.根據權利要求1所述的表面具有碳化硅和硅涂層的B₄C/石墨復合材料，其特征在于，所述的B₄C材料采用微米級的碳化硼粉末為原料，粉末粒度約為3-5μm；石墨材料采用微米級石墨粉末為原料，粉末粒度為10-15μm。

3.一種權利要求1所述的表面具有碳化硅和硅涂層的B₄C/石墨復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，將微米級的碳化硼粉末90份～60份做為原料一，碳化硼粉末的粒度為3-5μm；微米級石墨粉末10份～40份做為原料二，石墨粉末的粒度為10-15μm；將碳化硼粉末和石墨粉末按比例混合，得到B₄C/石墨復合粉末；在B₄C/石墨復合粉末中加入4份～7份的Al₂O₃粉末和3份～6份的Y₂O₃粉末作為燒結助劑；將加入Al₂O₃粉末和Y₂O₃粉末的B₄C/石墨復合粉末裝入球磨罐中，并加入100-300ml無水乙醇和20個直徑為15mm的瑪瑙磨球進行混合并通過進行機械球磨混合24h制成漿料，并將此漿料干燥得到B₄C/石墨混合粉末；

步驟二，將步驟一干燥得到的B₄C/石墨復合粉末裝入石墨模具中，將石墨模具放置到熱壓燒結爐中進行熱壓燒結工藝，熱壓燒結溫度為1800℃，熱壓壓力為30MPa，保溫時間為1h，在真空條件下進行熱壓燒結；通過熱壓燒結工藝制備出B₄C/石墨復合材料圓片；

步驟三，將步驟二制備出的B₄C/石墨復合材料圓片制成條狀試樣，條狀試樣的尺寸為4mm×4mm×30mm，并對條狀試樣進行滲硅處理，將條狀試樣放入石墨坩鍋中，在條狀試樣表面覆蓋上粗硅粉，將石墨坩堝放入高溫滲硅爐中進行高溫液態滲硅處理，通過滲硅處理后得到滲硅試樣；滲硅處理的步驟為：滲硅溫度為1550℃，滲硅時間為2h，在1×10^-2Pa真空條件下進行滲硅反應。

4.根據權利要求3所述的表面具有碳化硅和硅涂層的B₄C/石墨復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中：所述的碳化硼粉末的粒度為3-5μm；所述的石墨粉末的粒度為10-15μm。

5.根據權利要求3所述的表面具有碳化硅和硅涂層的B₄C/石墨復合材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟二，真空條件為1×10^-2Pa。

6.根據權利要求3所述的表面具有碳化硅和硅涂層的B₄C/石墨復合材料的制備方法，其特征在于，步驟一所述的按比例混合，B₄C：石墨材料=9:1或B₄C：石墨材料=4:1或B₄C：石墨材料=7:3或B₄C：石墨材料=3:2。