一种抗氧化HfC/SiC泡沫及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种抗氧化HfC/SiC泡沫及其制备方法，采用混合料浆浸渍有机泡沫，将硅铪合金引入到有机泡沫内部，再经裂解、熔融反应，使泡沫内均质分布的硅铪合金与碳反应，原位生成SiC和HfC。本发明专利技术从泡沫本体出发，在本体内部引入碳先驱体的同时引入难熔金属Hf，形成HfC/SiC复合泡沫，使其在高温有氧环境下，表面形成HfO2、SiO2复合保护膜，在两种氧化物的协同作用下，提高泡沫的抗氧化性能。

An antioxidant HfC/SiC foam and its preparation method

The invention provides an antioxidant HfC/SiC foam and its preparation method, using mixed slurry impregnating organic foam, introducing hafnium alloy into organic foam, and then cracking and melting reaction to make the homogeneous distribution of silicon and hafnium alloy in the foam reacted with carbon and in situ formation of SiC and HfC. Starting from the foam body, the carbon precursor was introduced into the body and the refractory metal Hf was introduced into the body to form a HfC/SiC compound foam to form a HfO2 and SiO2 composite protective film on the surface in the high temperature aerobic environment, and to improve the oxidation resistance of the foam under the synergistic action of two oxides.

【技术实现步骤摘要】
一种抗氧化HfC/SiC泡沫及其制备方法
本专利技术涉及一种抗氧化HfC/SiC泡沫及其制备方法，属于泡沫陶瓷

技术介绍
SiC泡沫陶瓷是一种内部结构中含有很多孔隙的无机非金属材料，除了孔隙率高、比表面积大外，还具有相对密度小、轻质高强、耐温耐腐、低热膨胀等特性，可制备多孔介质燃烧器、催化剂载体、熔融金属过滤器等多类型耐高温器件，在环保、化工、冶金、能源等领域具有广泛的应用前景。目前，SiC泡沫陶瓷主要制备方法包括粉末烧结法、固相反应烧结法、含硅树脂热解法、气相沉积法，所制备出SiC泡沫陶瓷多为纯SiC泡沫。在低于1650℃氧化条件下使用时，SiC被动氧化在材料表面形成SiO2保护层，阻止内部材料的进一步氧化。然而，随着使用需求温度的提升以及长期使用，材料表面的SiO2保护膜层会被流体剥离，导致材料内部材质的暴露及氧化，导致SiC泡沫持续损耗，缩短其使用寿命。专利CN101555164A首先对SiC泡沫陶瓷进行高温预氧化处理，然后在惰性气氛或真空条件下，在其表面溅射一层金属Al，然后再次通过高温氧化，在泡沫陶瓷表面形成一层致密的抗高温氧化涂层。专利CN101555161A则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗氧化HfC/SiC泡沫，其特征在于：采用混合料浆浸渍有机泡沫，将硅铪合金引入到有机泡沫内部，再经裂解、熔融反应，使泡沫内均质分布的硅铪合金与碳反应，原位生成SiC和HfC；所述的混合料浆包括碳先驱体、聚乙二醇、硅铪合金粉末和适量溶剂，所述的碳先驱体与聚乙二醇的质量比为20～40：1，所述的碳先驱体与硅铪合金粉末的质量比为6～15：1。

【技术特征摘要】
1.一种抗氧化HfC/SiC泡沫，其特征在于：采用混合料浆浸渍有机泡沫，将硅铪合金引入到有机泡沫内部，再经裂解、熔融反应，使泡沫内均质分布的硅铪合金与碳反应，原位生成SiC和HfC；所述的混合料浆包括碳先驱体、聚乙二醇、硅铪合金粉末和适量溶剂，所述的碳先驱体与聚乙二醇的质量比为20～40：1，所述的碳先驱体与硅铪合金粉末的质量比为6～15：1。2.根据权利要求1所述的一种抗氧化HfC/SiC泡沫，其特征在于：所述的硅铪合金粉末中硅的质量分数为5～25％，铪的质量分数为95～75％。3.根据权利要求1所述的一种抗氧化HfC/SiC泡沫，其特征在于：所述的裂解在氩气保护气氛下进行，以(100±5)℃/h的速率升温到200±10℃，保温0.5～1小时；以(25～50)±5℃/h的速率升温到400±10℃，保温1～2小时；以(25～50)±5℃/h的速率升温到600±10℃，保温1～2小时；以(50～100)±5℃的速率升温到900±10℃，保温2～3小时后，自然降温到室温。4.根据权利要求1所述的一种抗氧化HfC/SiC泡沫，其特征在于：所述的有机树脂泡沫为发泡工艺制备，开孔率为60％以上，有机树脂泡沫能在后续裂解过程中能转换为具有三维网络结构的碳泡沫。5.一种抗氧化HfC/SiC泡沫制备方法，其特征在于，通过以下步骤实现：第一步，混合料浆配制，A1.1、将碳先驱体、聚乙二醇溶解在溶剂中，得到混合溶液，碳先驱体与聚乙二醇的质量比为20～40：1；A1.2、在步骤A1.1的混合溶液中加入硅铪合金粉，球磨混合均匀后得到混合料浆，所述的碳先驱体与硅铪合金粉的质量比为6～15：1；第二步，真空浸渍，将有机树脂泡沫浸渍在第一步配制的混合浆料中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：左红军，陈艳武，霍鹏飞，张万强，孙同臣，金鑫，刘俊鹏，于新民，王涛，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11