一种多层核壳结构纳米线增韧化学气相沉积SiC涂层及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种多层核壳结构纳米线增韧化学气相沉积SiC涂层及制备方法，采用三步法，首先采用热蒸发法在碳/碳(C/C)复合材料表面制备SiC@SiO2纳米线，然后利用溶胶凝胶法在纳米线表面包覆TiO2，最后在含SiC@SiO2@TiO2纳米线的C/C复合材料表面通过化学气相沉积工艺制备SiC涂层。通过纳米线的增韧作用减少涂层中裂纹数量并减小裂纹尺寸，避免涂层中贯穿性裂纹的生成；利用TiO2和SiO2的互扩散降低SiO2粘度，提高SiC涂层的自愈合效率，最终实现SiC涂层热防护性能的提升。层热防护性能的提升。层热防护性能的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种多层核壳结构纳米线增韧化学气相沉积SiC涂层及制备方法


[0001]本专利技术属于材料制备
，涉及一种多层核壳结构纳米线增韧化学气相沉积SiC涂层及制备方法。

技术介绍

[0002]C/C复合材料是以碳纤维为增强体的碳基复合材料，具有低密度(理论密度约为2.2g/cm3)、低热膨胀系数(约为1.1
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‑6/K)、高导热率、高比强、耐摩擦磨损、良好的抗高温热循环性能以及强度随温度的升高不降反升等优点，被广泛用作航空航天领域的热结构材料。然而，C/C复合材料强烈的氧化敏感性极大的限制了其在高温环境下的应用。目前，硅基陶瓷涂层可对C/C复合材料起到有效的防护作用。其中SiC涂层由于与C/C复合材料热膨胀系数相近，在高温下可生成具有自愈合能力的SiO2，而受到广泛关注。在众多制备方法中，化学气相沉积法制备的SiC涂层形貌和厚度可控，涂层纯度高，均匀性好，对基体损伤小，是理想的抗氧化涂层材料。
[0003]但化学气相沉积SiC涂层仍具有脆性大，与C/C基体易因热失配而产生裂纹导致涂层失效，以及自愈合效率低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层核壳结构纳米线增韧化学气相沉积SiC涂层，其特征在于：涂层为三层核壳结构，基材表面为利用热蒸发法制备的SiC@SiO2纳米线，然后为溶胶凝胶法在SiC@SiO2纳米线外包覆TiO2，通过化学气相沉积工艺在TiO2外层制备碳SiC涂层；所述SiC@SiO2纳米线中的孔隙被填充碳化硅。2.根据权利要求1所述多层核壳结构纳米线增韧化学气相沉积碳化物涂层，其特征在于：所述基材包括但不限于C/C复合材料、石墨、石墨纸、Al2O3、ZrO2或SiC。3.根据权利要求1所述多层核壳结构纳米线增韧化学气相沉积碳化物涂层，其特征在于：所述SiC@SiO2纳米线直径为150nm，长度达数十微米。4.一种制备权利要求1～3任一项所述多层核壳结构纳米线增韧化学气相沉积碳化物涂层的方法，其特征在于步骤如下：步骤1、SiC@SiO2纳米线的制备：将SiO粉末均匀铺在坩埚底部，并将负载催化剂的基材悬挂于粉末上方，将坩埚置于管式炉恒温区；以Ar为保护气，在负压状态下，将炉内温度从室温升至1250～1500℃；然后构造封闭环境，保温1～3时间，获得表面生长SiC@SiO2纳米线的C/C复合材料；步骤2、SiC@SiO2@TiO2纳米线的制备：将带有SiC@SiO2纳米线的基材浸泡于氨水和无水乙醇混合溶液中，并进行水浴加热，然后加入钛酸四丁酯，继续水浴加热，反应结束后用无水乙醇清洗并干燥；将干燥后的材料于Ar/空气气氛中进行热处理，得到表面生长有SiC@...

【专利技术属性】
技术研发人员：付前刚，刘冰，孙佳，殷学民，刘天宇，童明德，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：