本发明专利技术属于熔渗剂技术领域，提供了一种多层包覆结构的熔渗剂的制备方法。本发明专利技术以陶瓷粉末和碳粉为原料，先通过球磨混合制得混合粉末，碳粉作为气相沉积制备碳层的形核点，有利于提高沉积的均匀性和效率；再以丙烯、氢气和氩气作为沉积气氛进行气相沉积，在陶瓷层表面沉积碳层，从而降低了熔渗剂的表面张力，提高了熔渗剂的润湿性，进而制得了具有多层包覆结构的熔渗剂，可以有效改善高温状态下熔体材料的润湿性能，提高熔体对预制体内部的填充性，降低材料的孔隙率。实施例的结果显示，本发明专利技术提供的制备方法制备的多层包覆结构的熔渗剂具有双层结构，并且填充性好。并且填充性好。并且填充性好。
【技术实现步骤摘要】
一种多层包覆结构的熔渗剂及其制备方法
[0001]本专利技术涉及熔渗剂
，尤其涉及一种多层包覆结构的熔渗剂及其制备方法。
技术介绍
[0002]随着航空发动机涡轮工作温度的不断提高，针对发动机的环境要求越来越严苛，美国最新的航空发动机已经采用陶瓷基复合材料作为最新一代发动机的高温结构材料，因此国内亟需开展应用在航空发动机领域中的陶瓷基复合材料的制备研究。
[0003]陶瓷基复合材料的制备方法有很多种工艺路线，其中反应熔渗法因具有制备速度快、成品孔隙率低、可近净成型、可连续大批量生产等优点成为了国内外相关单位主要研究的工艺路线。其中，熔渗剂作为能够提高熔体与基体浸润性的助剂，在高致密陶瓷基复合材料的制备过程和大型复杂构件的成型过程中均起着非常重要的作用。然而，现有的熔渗剂如金属Zr、Si等，在高温下均存在润湿性不佳的问题，而影响最终陶瓷基复合材料的致密度。因此，如何制备能够提高熔体高温润湿性的熔渗剂成为制备高致密度陶瓷基复合材料亟需解决的问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种多层包覆结构的熔渗剂及其制备方法，本专利技术提供的制备方法制备的多层包覆结构的熔渗剂具有双层结构，并且润湿性好。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种多层包覆结构的熔渗剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)将陶瓷粉末和碳粉进行球磨混合，得到混合粉末；
[0008](2)将所述步骤(1)得到的混合粉末进行气相沉积，得到多层包覆结构的熔渗剂；所述气相沉积的气氛为丙烯、氢气和氩气。
[0009]优选地，所述步骤(1)中陶瓷粉末和碳粉的质量比为(1～2)：1。
[0010]优选地，所述步骤(1)中的陶瓷粉末包括碳化硅SiC、碳化锆ZrC和碳化钽TaC中的一种或几种。
[0011]优选地，所述步骤(1)中球磨混合的球磨介质为乙醇和水的混合物，所述乙醇和水的质量比为1：(1.2～1.4)。
[0012]优选地，所述步骤(1)中陶瓷粉末和碳粉的总质量与球磨介质的质量之比为1：(1～2)。
[0013]优选地，所述步骤(1)中球磨混合的转速为500～800r/min，球磨混合的时间为18～36h。
[0014]优选地，所述步骤(1)中球磨混合的球料比为(1～3)：1。
[0015]优选地，所述步骤(2)中气相沉积的温度为850～1050℃。
[0016]优选地，所述步骤(2)中丙烯、氢气和氩气的体积比为1：(2～5)：5。
[0017]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的多层包覆结构的熔渗剂，所述多层包覆结构的熔渗剂包括陶瓷层和包覆于所述陶瓷层表面的碳层。
[0018]本专利技术提供了一种多层包覆结构的熔渗剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将陶瓷粉末和碳粉进行球磨混合，得到混合粉末；(2)将所述步骤(1)得到的混合粉末进行气相沉积，得到多层包覆结构的熔渗剂；所述气相沉积的气氛为丙烯、氢气和氩气。本专利技术以陶瓷粉末和碳粉为原料，先通过球磨混合制得混合粉末，碳粉作为气相沉积制备碳层的形核点，有利于提高沉积的均匀性和效率；再以丙烯、氢气和氩气作为沉积气氛进行气相沉积，在陶瓷层表面沉积碳层，从而降低了熔渗剂的表面张力，提高了熔渗剂的润湿性，并且气相沉积氛围中的气体分子可以渗入小缝隙中实现碳层的均匀沉积，进而制得了具有多层包覆结构的熔渗剂，可以有效改善高温状态下熔体材料的润湿性能，提高熔体对预制体内部的填充性，降低材料的孔隙率。实施例的结果显示，本专利技术提供的制备方法制备的多层包覆结构的熔渗剂具有双层结构，并且填充性好。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例1制备的多层包覆结构的熔渗剂的表面SEM图；
[0020]图2为本专利技术实施例2制备的多层包覆结构的熔渗剂的SEM图；
[0021]图3为本专利技术实施例3制备的多层包覆结构的熔渗剂的SEM图；
[0022]图4为本专利技术实施例1制备的多层包覆结构的熔渗剂的XRD图；
[0023]图5为本专利技术实施例1制备的多层包覆结构的熔渗剂的截面SEM图。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种多层包覆结构的熔渗剂的制备方法，包括以下步骤：
[0025](1)将陶瓷粉末和碳粉进行球磨混合，得到混合粉末；
[0026](2)将所述步骤(1)得到的混合粉末进行气相沉积，得到多层包覆结构的熔渗剂；所述气相沉积的气氛为丙烯、氢气和氩气。
[0027]本专利技术将将陶瓷粉末和碳粉进行球磨混合，得到混合粉末。本专利技术以陶瓷粉末和碳粉为原料，并通过球磨使二者混合均匀，碳粉作为气相沉积制备碳层的形核点，有利于提高沉积的均匀性和效率。
[0028]在本专利技术中，所述陶瓷粉末和碳粉的质量比优选为(1～2)：1，更优选为1:1。本专利技术优选将所述陶瓷粉末和碳粉的质量比控制在上述范围内，有利于碳层的沉积，从而降低熔渗剂的表面张力，得到润湿性好的熔渗剂。
[0029]在本专利技术中，所述陶瓷粉末优选包括碳化硅SiC、碳化锆ZrC和碳化钽TaC中的一种或几种，更优选为碳化硅SiC和/或碳化锆ZrC。
[0030]本专利技术对所述陶瓷粉末和碳粉的来源和粒径没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
[0031]在本专利技术中，所述球磨混合的球磨介质优选为乙醇和水的混合物。在本专利技术中，所述乙醇和水的质量比优选为1：(1.2～1.4)，更优选为1：(1.2～1.3)。本专利技术优选采用乙醇和水的混合物作为溶剂，乙醇毒性低。在本专利技术中，所述水优选为去离子水。
[0032]在本专利技术中，所述陶瓷粉末和碳粉的总质量与球磨介质的质量之比优选为1：(1～
2)，更优选为1：(1.5～2)。
[0033]在本专利技术中，所述球磨混合的转速优选为500～800r/min，更优选为700～800r/min；所述球磨混合的时间优选为18～36h，更优选为24～36h。在本专利技术中，球磨所用设备优选为球磨罐。
[0034]在本专利技术中，所述球磨混合的球料比优选为(1～3)：1，更优选为(2～3)：1。在本专利技术中，所述球磨所用研磨球的材质优选为氧化锆。
[0035]球磨混合完成后，本专利技术优选将所述球磨得到的产物依次进行抽滤、烘干和过筛，得到混合粉末。本专利技术优选通过抽滤将球磨介质与粉体分离，然后通过烘干去除粉体表面的溶剂，以便后续气相沉积的进行。
[0036]本专利技术对所述抽滤、烘干和过筛的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的抽滤、烘干和过筛的技术方案即可。
[0037]在本专利技术中，所述抽滤的次数优选为1～2次，更优选为1次。在本专利技术中，所述抽滤所用漏斗优选为布氏漏斗。
[0038]在本专利技术中，所述烘干的温度优选为80～85℃，更优选为80～82℃；所述烘干的时间优选为12～14h，更优选为12h。本专利技术优选将所述烘干的时间和温度控制在上述范本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多层包覆结构的熔渗剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将陶瓷粉末和碳粉进行球磨混合，得到混合粉末；(2)将所述步骤(1)得到的混合粉末进行气相沉积，得到多层包覆结构的熔渗剂；所述气相沉积的气氛为丙烯、氢气和氩气。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中陶瓷粉末和碳粉的质量比为(1～2)：1。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的陶瓷粉末包括碳化硅SiC、碳化锆ZrC和碳化钽TaC中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中球磨混合的球磨介质为乙醇和水的混合物，所述乙醇和水的质量比为1：(1.2～1.4)。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：茹毅，孙泽旭，张恒，裴延玲，李树索，宫声凯，
申请(专利权)人：北航四川西部国际创新港科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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