[发明专利]硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料及制备方法

权利要求书

1.硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料，其特征在于硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料由残余压应力层和残余拉应力层交替叠层制成，硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料的最外层为残余压应力层，其中，残余压应力层按重量份数比由60～80份的硼化锆和20～40份的碳化硅制成，残余拉应力层按重量份数比由70～90份的硼化锆和10～30份的碳化硅制成，残余压应力层和残余拉应力层的厚度比为1∶0.5～6。

2.根据权利要求1所述的硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料，其特征在于硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料的总层数为2n-1～2n+1层，其中n为整数，2≤n≤10。

3.根据权利要求1或2所述的硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料，其特征在于残余压应力层按重量份数比由70份硼化锆和30份碳化硅制成。

4.根据权利要求3所述的硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料，其特征在于残余拉应力层按重量份数比由80份的硼化锆和20份的碳化硅制成。

5.如权利要求1所述的硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料的制备方法，其特征在于硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料的制备按照以下步骤进行：一、称取原料：按照重量份数比称取60～80份的硼化锆和20～40份的碳化硅作为残余压应力层原料，按照重量份数比称取70～90份的硼化锆和10～30份的碳化硅作为残余拉应力层原料；二、将残余压应力层原料和残余拉应力层原料分别放入无水乙醇中超声清洗10～30min，然后再分别以180～230r/min的转速进行球磨混合后在50～80℃的条件下烘干60～120min，即分别得到了残余压应力层粉体和残余拉应力层粉体；三、残余压应力层粉体和残余拉应力层粉体交替叠层放置在石墨模具中，得到层状混合物，其中，层状混合物的最下层和最上层均为残余压应力层粉体，每层残余压应力层粉体厚度相同，每层残余拉应力层粉体的厚度相同，一层残余压应力层粉体与一层残余拉应力层粉体的厚度比为1∶0.5～6；四、层状混合物置于热压炉内，在烧结气氛为真空或惰性气氛，以10～30℃/min的速度升温到1900～2000℃，在压力25～35MPa的条件下保温50～70min，冷却至室温，即得到硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料。

6.根据权利要求5所述的硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料的制备方法，其特征在于步骤二中残余压应力层原料和残余拉应力层原料分别放入无水乙醇中超声清洗20min。

7.根据权利要求5所述的硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料的制备方法，其特征在于步骤二中球磨混合的转速为100～200r/min。

8.根据权利要求5所述的硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料的制备方法，其特征在于步骤二中在65℃的条件下烘干100min。

9.根据权利要求5、6、7或8所述的硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料的制备方法，其特征在于步骤四中的惰性气体为氢气或氮气。

10.根据权利要求9所述的硼化锆-碳化硅层状复合超高温陶瓷材料的制备方法，其特征在于步骤四中以20℃/min的速度升温到1950℃，在压力30MPa的条件下保温60min。