【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳化硅基复合材料，尤其涉及一种sic/sic复合材料用的环境障涂层材料及其制备方法。
技术介绍
1、连续碳化硅纤维增强碳化硅基(sic/sic)复合材料具有高比强度、高比模量、抗蠕变、抗氧化、耐高温等优异性能，是航空发动机和燃气轮机高温部件理想的高温结构材料。据报道，在涡轮部件中使用sic/sic复合材料可减轻重量50％以上，减少燃料消耗2％。然而，在高温、高气体流量和化学腐蚀等恶劣环境条件下，sic/sic复合材料的性能急剧恶化，这是制为其在燃气涡轮发动机和航空发动机上大规模应用的关键因素。
2、为了解决上述技术问题，现有技术提出了一种环境障涂层(environmentalbarrier coatings，ebcs)，环境障涂层可以在sic/sic复合材料和发动机恶劣环境中建立一道屏障，尽可能阻止或减小发动机环境对高温结构材料的影响。本领域有技术人员提出hfsio4的热膨胀系数与sic/sic复合材料(4.5×10-6～5×10-6k-1)极为近似，可以用作sic/sic复合材料的环境障涂层材料，但是hfsio4存在一个缺陷，即耐水氧腐蚀性能不足，在高温下易与高温水汽反应生成si(oh)4，残留多孔的hfo2，虽然hfo2在高温水氧环境下可以保持稳定，不再与高温水汽反应，但hfo2是氧的良好导体，不利于氧的阻隔，限制了hfsio4作为sic/sic复合材料的环境障涂层的潜力。
3、为此，本专利技术提供一种sic/sic复合材料用的环境障涂层材料及其制备方法。
技
1、为了解决上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种sic/sic复合材料用的环境障涂层材料及其制备方法。
2、本专利技术的一种sic/sic复合材料用的环境障涂层材料及其制备方法是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术的第一个目的是提供一种sic/sic复合材料用的环境障涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将al2o3粉、hfo2粉与sio2粉混匀后，进行湿法球磨，获得浆料；将所述浆料干燥后研磨，获得混合粉体。
5、对所述混合粉体于1350～1550℃下进行烧结处理，随后研磨成粉，即获得sic/sic复合材料用的环境障涂层材料。
6、优选地，所述al2o3粉、hfo2粉、sio2粉的摩尔比为1:1～1.5:0.8～1.8。
7、优选地，所述al2o3粉的纯度≥99.99wt.％；且所述al2o3粉的粒径为0.2～0.6μm。
8、优选地，所述hfo2粉的纯度≥99.99wt.％；且所述hfo2粉的粒径为3～6μm。
9、优选地，所述sio2粉的纯度≥99.99wt.％；且所述sio2粉的粒径为1～2μm。
10、优选地，在所述烧结处理后，将获得的烧结产物研磨至粒径为50～80μm。
11、优选地，所述烧结处理的烧结时间为1～2h。
12、优选地，在所述浆料干燥后，研磨至混合粉体的粒径为30～60μm。
13、优选地，所述湿法球磨的球磨助剂为无水乙醇，且球磨速率为20～60r/min，球磨时间为12～24h。
14、优选地，所述干燥的干燥温度为70～80℃，干燥时间为12～24h。
15、本专利技术的第二个目的是提供一种上述制备方法制备的sic/sic复合材料用的环境障涂层材料。
16、本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
17、本专利技术以al2o3粉和hfo2粉作为原料，以合成hfsio4，以通过合成一定量的hfsio4来保持环境障涂层材料与sic/sic复合材料热膨胀匹配良好的性能，并在确保制备的环境障涂层材料与sic/sic复合材料热膨胀匹配良好的基础上，通过引入al2o3粉以进一步地提高环境障涂层材料对氧扩散的阻碍作用。且本专利技术引入al2o3粉后，al2o3粉会部分发发生反应，反应生成的莫来石(3al2o3·2sio2)的热膨胀系数(5.3×10-6k-1)也与sic/sic复合材料相差不大，使得本专利技术最终制备获得的环境障涂层材料总体的热膨胀系数最终与sic/sic复合材料仍保持较好的匹配性。
18、本专利技术的工艺流程简单、工艺可行性高、原材料易得。且本专利技术制备的环境障涂层材料的热膨胀系数与sic/sic复合材料近似且热膨胀系数可调、抗干燥空气氧化性优异、耐水氧腐蚀性高。
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1.一种SiC/SiC复合材料用的环境障涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Al2O3粉、HfO2粉、SiO2粉的摩尔比为1:1～1.5:0.8～1.8。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Al2O3粉的纯度≥99.99wt.％；且所述Al2O3粉的粒径为0.2～0.6μm。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述HfO2粉的纯度≥99.99wt.％；且所述HfO2粉的粒径为3～6μm。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述SiO2粉的纯度≥99.99wt.％；且所述SiO2粉的粒径为1～2μm。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述烧结处理后，将获得的烧结产物研磨至粒径为50～80μm。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结处理的烧结时间为1～2h。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述浆料干燥后，研磨至混合粉体的粒径为30～60μm。
9.如权
10.一种权利要求1-9任意一项所述的制备方法制备的SiC/SiC复合材料用的环境障涂层材料。
...【技术特征摘要】
1.一种sic/sic复合材料用的环境障涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述al2o3粉、hfo2粉、sio2粉的摩尔比为1:1～1.5:0.8～1.8。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述al2o3粉的纯度≥99.99wt.％；且所述al2o3粉的粒径为0.2～0.6μm。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述hfo2粉的纯度≥99.99wt.％；且所述hfo2粉的粒径为3～6μm。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述sio2粉的纯度≥99.99wt.％；且所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨会永，王德腾，黄军同，王连毅，罗瑞盈，陈智，李伟，王麓焱，于海江，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
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