Cf/SiC表面ZrB2-SiC基抗氧化涂层及制备制造技术

本发明专利技术公开了一种碳/碳化硅复合材料表面长寿命ZrB<subgt;2</subgt;‑SiC基抗氧化涂层及其制备方法，属于高温热防护材料技术领域。本发明专利技术采用低压空气喷涂结合原位反应法制备ZrB<subgt;2</subgt;‑SiC基复合涂层材料，喷涂料浆由热固性树脂、固化剂、造孔剂、ZrB<subgt;2</subgt;和SiC等粉体、耐火氧化物粉体等为主要原料，通过调控料浆固含量、喷涂压力和距离使陶瓷粉体在预热的碳/碳化硅基材表面快速固化，然后经过高温先转化为陶瓷粉体‑三维网络多孔炭预涂层，再与硅原位反应获得强结合、长时抗氧化ZrB<subgt;2</subgt;‑SiC基涂层。该涂层是单层致密结构，ZrB<subgt;2</subgt;、SiC等陶瓷相呈半连续状均匀分布于涂层中，涂层厚度为200～400μm。本发明专利技术所述涂层防护下的碳/碳化硅复合材料在1400℃氧化环境中循环氧化551h后，涂层未发生开裂和剥落，试样增重4.23wt.％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纤维增强陶瓷复合材料抗氧化，具体为一种碳/碳化硅复合材料表面长寿命zrb2-sic基涂层及其制备方法。

技术介绍

1、碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(cf/sic)具有密度低、强度高和高温力学性能好等优点，是可重复使用飞行器热防护系统防热层的主要候选材料之一。但是cf/sic中碳纤维的氧敏感性限制了其长时(小时量级)使用寿命及应用范围。在cf/sic基材中引入超高温陶瓷组元可以有效改善其抗氧化性能，但基体改性未能将高温氧气完全隔绝，仍不能满足cf/sic作为新一代可重复使用飞行器长时间循环氧化环境下的服役要求。在cf/sic复合材料表面制备陶瓷涂层是保障其在极端环境下长期重复使用的有效途径。

2、cf/sic复合材料现有涂层体系主要包括sic、硅酸盐、超高温陶瓷(zrc and zrb2)等一种或几种，例如：yb2si2o7/al6si2o13/sic涂层[corros.sci.170(2020),108676]、w/zrc涂层[ceram.int.40(2014)11825-11830]、sic/uhtc/sic涂层[corr本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.Cf/SiC表面ZrB2-SiC基抗氧化涂层的制备方法，其特征在于：该方法首先通过低压空气喷涂和溶胶凝胶技术，在Cf/SiC(碳/碳化硅复合材料)基底表面获得一层有机凝胶预涂层，再在高温下炭化使其转化为陶瓷粉体-三维网络多孔炭预涂层，再与硅原位反应得到单层ZrB2-SiC基涂层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，喷涂料浆中各组分的质量分数和种类有所不同，所述的8种料浆为例，其配比如下：</p>

5.根据...

【技术特征摘要】

1.cf/sic表面zrb2-sic基抗氧化涂层的制备方法，其特征在于：该方法首先通过低压空气喷涂和溶胶凝胶技术，在cf/sic(碳/碳化硅复合材料)基底表面获得一层有机凝胶预涂层，再在高温下炭化使其转化为陶瓷粉体-三维网络多孔炭预涂层，再与硅原位反应得到单层zrb2-sic基涂层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，喷涂料浆中各组分的质量分数和种类有所不同，所述的8种料浆为例，其配比如下：

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，碳化硅颗粒、硅块的粒径尺寸为2-8mm；

6.根据权利要求2或5所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中cf/sic涂层试样单位表面积(mm2)的包埋料用量为20mg以上，优选20-180mg/mm2，更优选100-180mg/mm2。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：...

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