一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料及其制备方法。所述方法包括：在纤维预制体上形成碳界面层；高温石墨化处理；前期致密化处理；开孔处理；后期致密化处理；对经过致密化处理的复合材料上形成抗冲刷陶瓷涂层。本发明专利技术还涉及由所述方法制得的高致密抗冲刷陶瓷基复合材料。本发明专利技术通过在基体致密化过程中增加高温开孔处理步骤，然后在致密化基体上涂制超高温陶瓷涂层，从而提升了陶瓷基复合材料的致密度和耐温等级，进而提高了材料的抗冲刷和耐烧蚀性能。耐烧蚀性能。耐烧蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料及制备
，尤其涉及一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]先进耐高温材料技术是支撑高性能飞行器的关键技术。该类材料在使用过程中最高温度超过2200℃，需承受长时间的高温、强氧化和强气流冲刷环境，工作条件恶劣，因而对高温结构材料的高导热、高温维型、高温耐烧蚀抗冲刷性能提出了苛刻要求。传统超高温陶瓷基复合材料热导率较低、致密性不足，在长时、高速飞行过程中热量在材料前端聚集，加剧了复合材料的高温氧化烧蚀和冲刷，无法满足结构件的微烧蚀性能要求。因此，非常有必要提供一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料及其制备方法，为后期应用提供热防护材料和制备技术支撑。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中存在的材料冲刷量大的问题，本专利技术提供了一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料及其制备方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术在第一方面提供了一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：r/>[0005](本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)碳界面层制备：采用化学气相沉积法在纤维预制体上形成热解碳界面层，制得含碳界面层预制体；(2)石墨化处理：将所述含界面层预制体进行石墨化预处理，制得石墨化基体；(3)前期致密化处理：利用前期致密化用陶瓷前驱体浸渍所述石墨化基体并经固化和裂解，制得前期致密化复合材料；(4)开孔处理：将所述前期致密化复合材料进行开孔处理，制得开孔复合材料；(5)后期致密化处理：利用后期致密化用陶瓷前驱体浸渍所述开孔复合材料并经固化和裂解，制得后期致密化复合材料；(6)抗冲刷陶瓷涂层制备：在所述后期致密化复合材料的表面涂制抗冲刷陶瓷涂层，制得所述高致密抗冲刷陶瓷基复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述纤维预制体采用三维三向正交结构，优选的是，三个方向采用高导热碳纤维或聚丙烯腈基碳纤维进行单独或混合编织；和/或所述纤维预制体的体积分数为40～60％，体积密度为0.9～1.2g/cm3。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中采用所述化学气相沉积法在纤维预制体上形成热解碳界面层时，沉积时间100～200h，温度1000～1100℃，所沉积的碳界面层的厚度0.5～1μm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述石墨化处理的处理温度2800～3200℃，处理时间为1～3h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述前期致密化用陶瓷前驱体包括聚碳硅烷陶瓷前驱体和碳化铪陶瓷前驱体；优选的是，先采用所述聚碳硅烷陶瓷前驱体进行1～2轮次浸渍、固化、裂解，然后再采用所述碳化铪陶瓷前驱体进行15～20轮次浸渍、固化、裂解，直至裂解后所得的复合材料的质量增重＜1％；更优选的是，所述聚碳硅烷陶瓷前驱体的裂解温度为900～1200℃，单次裂解时间为2～4h；和/或所述碳化铪陶瓷前驱体的裂解温度为1400～1650℃，单次裂解时间为2～4h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述开孔处...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝鹏，刘伟，张昊，霍鹏飞，陈昊然，于新民，刘俊鹏，
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：