一种C/C复合材料梯度抗氧化涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开一种C/C复合材料梯度抗氧化涂层的制备方法，属于C/C复合材料抗氧化涂层制备技术。该方法首先将C/C复合材料进行表面粗化处理，然后配制所需SiC陶瓷粉和混合粉，混合粉由SiC陶瓷粉及ZrB2组成，将SiC陶瓷粉及混合粉先后分层涂覆在C/C复合材料表面得到SiC陶瓷粉涂层及混合粉涂层，烘干后备用；将烘干后的C/C复合材料采用激光熔覆进行表面熔覆，制得C/C复合材料梯度抗氧化涂层。本发明专利技术方法能够获得结合优良、抗氧化能力优异的涂层；本发明专利技术方法得到的C/C复合材料抗氧化涂层，可以扩大C/C复合材料的使用温度，满足实际应用的需要，从而扩大了C/C复合材料的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于C/C复合材料抗氧化涂层制备技术，具体涉及一种C/C复合材料梯度抗氧化涂层的制备方法。
技术介绍
：C/C复合材料是目前极少数可在2000℃以上保持较高力学性能的材料之一，它具有低密度、高比强、高比模、低热膨胀系数、耐热冲击、耐烧蚀等一系列优异性能，尤其是这种材料的强度随温度的升高不降反升的独特性能，使其作为航空航天等高
热结构件使用具有其它材料难以比拟的优势。由于C/C复合材料抗氧化性能差，极大的限制了其在氧化环境下的使用。高温抗氧化研究一直是热结构C/C复合材料研究领域的热点和难点。近年来，通过国内外研究学者的共同努力，C/C复合材料抗氧化涂层研究取得了一定进展，但仍存在许多问题。ZrB2-SiC复相陶瓷作为一种超高温陶瓷材料具有高熔点、高硬度、优良的抗热冲击和较低的氧化速率，在高温结构材料领域有重要的应用前景和价值。制备梯度ZrB2-SiC复相陶瓷涂层可以很大程度上解决C/C复合材料抗氧化涂层存在的上述问题。
技术实现思路
：本专利技术目的在于提供一种C/C复合材料梯度抗氧化涂层的制备方法，本专利技术方法能够获得性能优异的抗氧化涂层。本专利技术所提供的一种C/C复合材料梯度抗氧化涂层的制备方法，该方法具体步骤如下：(1)将C/C复合材料进行表面粗化处理；(2)配制所需SiC陶瓷粉和混合粉，所述混合粉由SiC陶瓷粉及ZrB2组成，将所述SiC陶瓷粉及所述混合粉先后分层涂覆在所述C/C复合材料表面得到SiC陶瓷粉涂层及混合粉涂层，烘干后备用；(3)将烘干后的所述C/C复合材料采用激光熔覆进行表面熔覆，制得所述C/C复合材料梯度抗氧化涂层。所述SiC陶瓷粉与所述ZrB2的质量比为：1:(1-1:5)。所述SiC陶瓷粉涂层及混合粉涂层的层厚均为1mm。所述激光熔覆的具体工艺参数为：激光功率2.4kW，光斑直径4mm，扫描速度300mm/min，搭接率30-80％。采用本专利技术获得的涂层与C/C复合材料属于冶金结合，界面结合强度高，涂层为以SiC为中间层的梯度涂层，缓解了C/C复合材料与ZrB2抗氧化层间的内应力，涂层与基体间没有裂纹、气孔等缺陷，解决涂层与C/C复合材料基体的热膨胀匹配性问题，提高了C/C复合材料抗氧化温度。附图说明：图1为ZrB2-SiC抗氧化涂层扫描电镜图；图2为ZrB2-SiC抗氧化涂层表面XRD图谱。具体实施方式：实施例1：一种C/C复合材料梯度抗氧化涂层的制备方法。首先，用400#砂纸将C/C复合材料试件进行表面粗化处理。然后用电子天平分别称量所需SiC陶瓷粉和质量比SiC:ZrB2＝1:1的混合粉末；将SiC陶瓷粉粉末和SiC+ZrB2混合粉末先后分层涂覆在C/C复合材料试件表面，层厚均为1mm,烘干后备用。将烘干后C/C复合材料试件采用激光熔覆技术进行表面熔覆，激光功率2.4kW，光斑直径4mm，扫描速度300mm/min，搭接率30％。实施例2：一种C/C复合材料梯度抗氧化涂层的制备方法。首先，用400#砂纸将C/C复合材料试件进行表面粗化处理。然后用电子天平分别称量所需SiC陶瓷粉和质量比SiC:ZrB2＝1:2的混合粉末；将SiC陶瓷粉粉末和SiC+ZrB2混合粉末先后分层涂覆在C/C复合材料试件表面，层厚均为1mm,烘干后备用。将烘干后C/C复合材料试件采用激光熔覆技术进行表面熔覆，激光功率2.4kW，光斑直径4mm，扫描速度300mm/min，搭接率50％。实施例3：一种C/C复合材料梯度抗氧化涂层的制备方法。首先，用400#砂纸将C/C复合材料试件进行表面粗化处理。然后用电子天平分别称量所需SiC陶瓷粉和质量比SiC:ZrB2＝1:5的混合粉末；将SiC陶瓷粉粉末和SiC+ZrB2混合粉末先后分层涂覆在C/C复合材料试件表面，层厚均为1mm,烘干后备用。将烘干后C/C复合材料试件采用激光熔覆技术进行表面熔覆，激光功率2.4kW，光斑直径4mm，扫描速度300mm/min，搭接率60％。图1为所获得的ZrB2-SiC抗氧化涂层具有不同于烧结陶瓷的非常规结构。由图可见界面生成连续的反应相，界面成型良好，没有气孔、裂纹和残余焊接线的存在。图2为ZrB2-SiC抗氧化涂层X射线衍射谱，涂层由ZrB2和SiC两相构成。由实施例1、实施例2和实施例3，激光熔覆制备C/C复合材料ZrB2-SiC梯度抗氧化涂层的方法可以在C/C复合材料基体表面获得结合优良，抗氧化能力优异的涂层。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种C/C复合材料梯度抗氧化涂层的制备方法，其特征在于该方法具体步骤如下：(1)将C/C复合材料进行表面粗化处理；(2)配制所需SiC陶瓷粉和混合粉，所述混合粉由SiC陶瓷粉及ZrB2组成，将所述SiC陶瓷粉及所述混合粉先后分层涂覆在所述C/C复合材料表面得到SiC陶瓷粉涂层及混合粉涂层，烘干后备用；(3)将烘干后的所述C/C复合材料采用激光熔覆进行表面熔覆，制得所述C/C复合材料梯度抗氧化涂层。

【技术特征摘要】
1.一种C/C复合材料梯度抗氧化涂层的制备方法，其特征在于该方法具体步骤如下：(1)将C/C复合材料进行表面粗化处理；(2)配制所需SiC陶瓷粉和混合粉，所述混合粉由SiC陶瓷粉及ZrB2组成，将所述SiC陶瓷粉及所述混合粉先后分层涂覆在所述C/C复合材料表面得到SiC陶瓷粉涂层及混合粉涂层，烘干后备用；(3)将烘干后的所述C/C复合材料采用激光熔覆进行表面熔覆，制得所述C/C复合材料梯度抗氧化涂层。2.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：国礼杰，尹孝辉，李申申，高银银，张向忠，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34