一种Cf/SiC复合材料表面光学涂层的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种Cf/SiC复合材料表面光学涂层的制备方法，所述光学涂层是以SiC/Si为主相、且厚度达1mm以上的光学致密涂层，所述制备方法包括以下步骤：（a）通过流延成型工艺制备主相为C和SiC的多孔素坯膜；（b）将步骤（a）所得的多孔素坯膜置于Cf/SiC复合材料表面后在真空条件下于1450℃～1650℃反应渗硅，从而在所述Cf/SiC复合材料表面形成以SiC/Si为主相的陶瓷涂层。本发明专利技术首次提出了利用流延膜反应烧结工艺制备复合材料表面光学涂层的方法，所得到的SiC/Si光学涂层，可以显著提高Cf/SiC复合材料表面的致密度。

Method for preparing surface coating of Cf/SiC composite material

The invention relates to a preparation method of a kind of Cf/SiC composite materials on the surface of optical coatings, the optical coating is mainly in SiC/Si phase, and the thickness of the optical coating of more than 1mm, the preparation method comprises the following steps: (a) by casting molding process in the preparation of porous C and SiC as the main phase of the biscuit film; (b) the step (a) of the porous surface of blank film in Cf/SiC composites under vacuum at 1450 DEG C to 1650 DEG C siliconizing, thus forming SiC/Si based ceramic coating on the surface of the Cf/SiC composite material. The invention provides a method for preparing a composite material surface optical coating by adopting a casting film reaction sintering process, and the obtained SiC/Si optical coating can remarkably improve the density of the surface of the Cf/SiC composite material.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种Cf/SiC复合材料表面光学涂层的制备方法，属于涂层制备工艺领域。
技术介绍
碳纤维增强碳化硅基复合材料(Cf/SiC)结合了SiC陶瓷和碳纤维的耐高温、耐腐蚀、高比刚度、高热导、低密度等优点。相比陶瓷而言，材料内部存在独特的裂纹偏转、纤维拔出、桥联等能量耗散机制，当基体中产生微裂纹时，在外加载荷的作用下扩展到弱界面区域时不会快速失稳扩展，表现出类似金属的非灾难性破坏特征。因此，Cf/SiC复合材料在航空航天领域被广泛用作火箭发动机喷管和燃烧室、超高速飞行器尖锐前缘等，同时由于优异的力学和热学性能，Cf/SiC复合材料在空间光学领域的潜在应用也引起了广泛关注。由于制备方法的限制，Cf/SiC复合材料致密度相对较低，无法通过光学加工获得高质量的光学表面。这成为Cf/SiC复合材料在空间光学领域应用面临的最主要问题之一。解决这一问题的方法之一是对Cf/SiC复合材料表面改性。目前的表面改性技术主要分为两类：物理气相沉积硅(PVD-Si)和化学气相沉积碳化硅(CVD-SiC)。PVD-Si难以获得较高的致密度，与基材结合力不够；CVD-SiC容易分层、剥落，厚度不均，残本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Cf/SiC复合材料表面光学涂层的制备方法，其特征在于，所述光学涂层是以SiC/Si为主相、且厚度达1mm以上的光学致密涂层，所述制备方法包括以下步骤：（a）通过流延成型工艺制备主相为C和SiC的多孔素坯膜；（b）将步骤（a）所得的多孔素坯膜置于Cf/SiC复合材料表面后在真空条件下于1450℃～1650℃反应渗硅，从而在所述Cf/SiC复合材料表面形成以SiC/Si为主相的陶瓷涂层。

【技术特征摘要】
1.一种Cf/SiC复合材料表面光学涂层的制备方法，其特征在于，所述光学涂层是以SiC/Si为主相、且厚度达1mm以上的光学致密涂层，所述制备方法包括以下步骤：（a）通过流延成型工艺制备主相为C和SiC的多孔素坯膜；（b）将步骤（a）所得的多孔素坯膜置于Cf/SiC复合材料表面后在真空条件下于1450℃～1650℃反应渗硅，从而在所述Cf/SiC复合材料表面形成以SiC/Si为主相的陶瓷涂层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（a）包括以下步骤：1）将作为陶瓷粉体的碳化硅粉体与炭黑、分散剂、粘结剂、塑性剂按一定比例在溶剂中分散均匀，球磨后得到浆料；2）将所得的浆料除气后流延成型为流延膜；3）将所得的流延膜干燥、叠层、脱粘，得到多孔素坯膜。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，将分散剂、陶瓷粉体、溶剂混合球磨12～24小时，然后加入粘结剂和塑性剂再球磨12～24小时。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中，叠层后的流延膜厚度为1mm～4mm。5.根据权利要求2至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，碳化硅和炭黑的质量比为1：（0.3～0.5）；所述溶剂为乙醇与2-丁酮的混合溶剂，其中乙醇与2-丁酮的质量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学建，宋盛星，朱云洲，姚秀敏，殷杰，吴西士，李晓光，黄政仁，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31