一种带抗氧化涂层的炭/炭复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种带抗氧化涂层的炭/炭复合材料及其制备方法和应用。所述材料包括炭/炭复合材料基体、SiC层、第二涂层；所述SiC层均匀包覆于炭/炭复合材料基体上、第二涂层均匀包覆在SiC层上，所述第二涂层为含锆玻璃陶瓷涂层，所述第二涂层以质量百分比计包括下述组分：SiO255‑85％；ZrO25‑35％；Al2O3 2‑10％；B2O3 5‑15％；Li2O 1‑3％；Y2O3 2‑6％。其制备方法为：采用包埋渗硅工艺制备SiC层；采用涂刷法制备第二涂层。本发明专利技术工艺简单，操作方便。涂层厚度可控，与炭/炭基底结合牢固均匀，1400℃以下具有优良的抗氧化性能和耐热震性，可实现工业化生产。

Carbon / carbon composite with oxidation resistance coating and its preparation method and Application

The present invention relates to a carbon / carbon composite material with anti-oxidation coating and its preparation method and application. The material includes carbon / carbon composites, SiC layer, second layer; the SiC layer is evenly coated on the carbon / carbon composite, second coating evenly coated on the SiC layer, the second coating for zirconium containing glass ceramic coating, the coating with second weight percentage comprises the following components: SiO255 85%; ZrO25 35%; Al2O3 2 10%; B2O3 5 15%; Li2O 1 3%; Y2O3 2 6%. The preparation method is as follows: SiC layer is prepared by embedding silicon infiltration process; second coating is prepared by brushing method. The process is simple and the operation is convenient. The coating thickness is controllable, and the carbon / carbon substrate is bonded firmly and evenly. The oxidation resistance and thermal shock resistance of the coating can be achieved under 1400 degrees centigrade, and the industrial production can be realized.

【技术实现步骤摘要】
一种带抗氧化涂层的炭/炭复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种带抗氧化涂层的炭/炭复合材料及其制备方法和应用，属于长时间中高温防氧化涂层

技术介绍
炭/炭复合材料密度低、高温力学性能优异，已在航空航天领域得到广泛应用。但炭/炭复合材料抗氧化性能差，在有氧气氛下370℃开始发生氧化反应，450℃以上随着温度升高氧化加剧，严重影响其力学性能和物理性能，限制了其在有氧环境中的长时间应用。用于飞机制动盘的炭/炭复合材料，制动温度可高达900℃，尽管单次制动时间短至几十秒，但仍需要采取防氧化措施。主要采用磷酸盐为主的防氧化涂层，其特点是施工简单，可以长期有效的应用于800℃以下，但磷酸盐涂层通常在850℃以上很快失效。针对炭/炭复合材料的中高温抗氧化，SiC涂层研究也比较多，采用浸渍法或者化学气相沉积法(CVD)。高温下SiC和氧气反应形成致密的SiO2薄膜，具有较好的防护效果。但大量研究表明，由于SiC涂层制备工艺带来的缺陷，实际涂层防护时间大多较低(一般低于50小时)。在800-1300℃下，由于膨胀系数与炭/炭复合材料的差异导致涂层表面产生裂纹，不适合长期用于这类中高温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带抗氧化涂层的炭/炭复合材料，其特征在于：所述带抗氧化涂层的炭/炭复合材料包括炭/炭复合材料基体、第一涂层、第二涂层；所述第一涂层均匀包覆于炭/炭复合材料基体上，所述第二涂层均匀包覆在第一涂层上，所述第一涂层为SiC层；所述第二涂层为含锆玻璃陶瓷涂层，所述含锆玻璃陶瓷涂层以质量百分比计包括下述组分：

【技术特征摘要】
1.一种带抗氧化涂层的炭/炭复合材料，其特征在于：所述带抗氧化涂层的炭/炭复合材料包括炭/炭复合材料基体、第一涂层、第二涂层；所述第一涂层均匀包覆于炭/炭复合材料基体上，所述第二涂层均匀包覆在第一涂层上，所述第一涂层为SiC层；所述第二涂层为含锆玻璃陶瓷涂层，所述含锆玻璃陶瓷涂层以质量百分比计包括下述组分：2.根据权利要求1所述的一种带抗氧化涂层的炭/炭复合材料，其特征在于：所述含锆玻璃陶瓷涂层以质量百分比计包括下述组分：3.根据权利要求2所述的一种带抗氧化涂层的炭/炭复合材料，其特征在于；所述含锆玻璃陶瓷涂层以质量百分比计包括下述组分：SiO276％、ZrO25％、Al2O34％、B2O311％、Li2O1％、Y2O33％；或SiO272％、ZrO29％、Al2O34％、B2O311％、Li2O1％、Y2O33％；或SiO269％、ZrO213％、Al2O33％、B2O311％、Li2O1％、Y2O33％。4.根据权利要求1所述的一种带抗氧化涂层的炭/炭复合材料，其特征在于；第一涂层于第二涂层的厚度比为1：1～5。5.根据权利要求4所述的一种带抗氧化涂层的炭/炭复合材料，其特征在于；第二涂层的厚度为100-500微米。6.一种制备如权利要求1所述带抗氧化涂层的炭/炭复合材料的方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一将表面清洁干燥的炭/炭复合材料基底包埋于包埋料中，在保护气氛下，于1800℃-2100℃保温2-3小时；冷却，得到带有第一涂层的炭/炭复合材料；所述包埋料以质量百分比计包括下述组分；Si粉80-90wt.％，C粉5-10wt.％，Al2O3粉3-8wt.％，步骤二将Z-ASB水性料浆涂覆于步骤一所得的带有第一涂层的炭/炭复合材料上，烘干后，重复涂刷、烘干工艺直至达到设定厚度后，于1000℃-1500℃下恒温热处理5-30分钟；得到所述带抗氧化涂层的炭/炭复合材料；所述Z-ASB水性料浆中，Z-ASB的体积分数为20-60vol.％；所述Z-...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾凡浩，古一，李漪，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43