一种多孔碳基复合材料表面氧化防护涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔碳基复合材料表面氧化防护涂层及其制备方法，属于复合材料高温氧化防护技术领域。该涂层是由SiO<subgt;2</subgt;和SiC双组分形成的梯度结构，厚度可达500µm以上，其制备方法为一种多孔碳近表区域原位反应‑析出增密协同陶瓷化技术。该方法采用一氧化硅作为反应源对多孔碳基复合材料进行包埋渗透，高温下SiO和C之间的温和反应使多孔碳基体原位陶瓷化形成多孔SiC层，且不刻蚀碳纤维，在反应结束后的降温过程中，SiO冷凝析出的二氧化硅玻璃相可对已经形成的多孔SiC层进行填充增密，获得表面结构致密、截面结构梯度的SiO<subgt;2</subgt;‑SiC陶瓷涂层。本发明专利技术所述涂层防护下的多孔碳基复合材料在1800℃氧乙炔烧蚀考核600 s后，烧蚀率1.19µm/s，0.45g/cm<supgt;3</supgt;密度、10mm厚的样品背温仅700℃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料高温氧化防护，具体为一种多孔碳基复合材料表面氧化防护涂层及其制备方法。

技术介绍

1、轻量化飞行器在高速飞行下所伴随的严酷气动加热使其表面面临强氧化、强冲刷、热冲击等考验，这对热防护材料提出耐超高温、低/零烧蚀、热绝缘的综合要求。而目前常用的盖板式多层结构、刚性隔热瓦、tufroc等热防护系统存在结构复杂、功能分离、成本高等问题，难以满足新型飞行器热防护系统紧凑型结构及兼顾防热-隔热性能的综合需求。因此，亟需可实现超高温长时服役的低/零烧蚀防热-隔热一体化材料。

2、密度为0.1-1.2g/cm3的多孔碳基复合材料（c/ca）由碳纤维、纳米碳颗粒和介孔组成，热导率较低，可实现超高温隔热。但具有纳米多孔碳结构的c/ca在高温环境中（>350℃）易氧化，材料的重量和力学性能大幅下降，因此，该材料难以在高温有氧环境中长时服役，提高其高温抗氧化、耐烧蚀性能迫在眉睫。

3、在c/ca表面施加抗氧化涂层可有效隔绝并消耗氧气，阻止氧气向c/ca内部扩散，是提高材料高温氧化防护能力的关键技术。由于c/ca中纳米碳颗粒具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多孔碳基复合材料表面氧化防护涂层的制备方法，其特征在于：采用多孔碳近表区域原位反应-析出增密协同陶瓷化技术制备多孔碳基复合材料表面氧化防护涂层，该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述一种多孔碳基复合材料表面氧化防护涂层的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，SiO粉体先过625目筛，取通过筛子后筛下粒径≤20μm的SiO粉，再过12500目筛，取通过筛子后筛上粒径为1-20μm的SiO粉。

3.根据权利要求1所述一种多孔碳基复合材料表面氧化防护涂层的制备方法，其特征在于：所述多孔碳基复合材料为C/CA碳纤维增强碳气凝胶复合材料。p>

4.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种多孔碳基复合材料表面氧化防护涂层的制备方法，其特征在于：采用多孔碳近表区域原位反应-析出增密协同陶瓷化技术制备多孔碳基复合材料表面氧化防护涂层，该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述一种多孔碳基复合材料表面氧化防护涂层的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，sio粉体先过625目筛，取通过筛子后筛下粒径≤20μm的sio粉，再过12500目筛，取通过筛子后筛上粒径为1-20μm的sio粉。

3.根据权利要求1所述一种多孔碳基复合材料表面氧化防护涂层的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡成龙，姬梅梅，汤素芳，闫猛，李建，庞生洋，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：