[发明专利]一种双梯度碳化物改性C/C复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种双梯度碳化物改性C/C复合材料的制备方法，是采用下述方案实现的：

第一步：炭-碳化物预沉积坯体的制备

取圆环状炭纤维编织体或炭纤维毡体作为C/C坯体，将所述C/C坯体置于真空度小于等于50Pa的化学气相沉积炉中，使反应气体从内环面扩散进入C/C坯体，反应副产物气体从外环面扩散出去；分三阶段进行炭和碳化物的共沉积后，抽真空到50Pa以下，随炉冷却至200℃后，出炉，得到炭-碳化物梯度坯体；所述反应气体为碳源气、碳化物源气、氢气和稀释气体Ar；沉积温度为800-1600℃、沉积压力为50-5000Pa；

第一阶段；炭源气/碳化物源气的体积比为1∶0，在炭纤维表面形成纯炭层；

第二阶段；炭源气/碳化物源气的体积比为1∶(0.1～2.7)，在纯炭层表面形成炭-碳化物的共沉积层；

第三阶段；炭源气/碳化物源气的体积比为1∶(1～3)，在炭-碳化物共沉积层表面形成纯碳化物层；

第二步：对炭-碳化物预沉积坯体进行增密

将第一步得到的炭-碳化物预沉积坯体置于定向流动热梯度化学气相渗透设备中继续沉积热解炭，直至样品密度符合要求，断电，断气，随炉冷却至200℃出炉；得到双梯度碳化物改性C/C复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种双梯度碳化物改性C/C复合材料的制备方法，其特征在于：所述第一阶段沉积时间为6-20小时；在炭纤维表面形成1～2μm厚的纯炭层；

第二阶段沉积时间20-100小时；炭源气/碳化物源气的体积比为1∶(0.1～2.7)，形成4～10μm厚的炭-碳化物的共沉积层；

第三阶段沉积时间100小时；炭源气/碳化物源气的体积比为1∶(1～3)，形成4～10μm厚的纯碳化物层。

3.根据权利要求1所述的一种双梯度碳化物改性C/C复合材料的制备方法，其特征在于：所述炭纤维编织体或炭纤维毡体结构为准三维针刺整体毡或细编穿刺毡。

4.根据权利要求1所述的一种双梯度碳化物改性C/C复合材料的制备方法，其特征在于：所述C/C坯体的密度为0.56-0.80g/cm³，内径为Φ50～70mm，外径为Φ70～100mm，高为25～80mm。

5.根据权利要求1所述的一种双梯度碳化物改性C/C复合材料的制备方法，其特征在于：所述炭源气为气态炭氢化合物，选自CH4、C2H6、C2H4、C2H2、C3H6中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种双梯度碳化物改性C/C复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳化物源气为气态或可加热气化的卤化物，包括MF5，MCl5，MBr5，MI4，MCl3，MF3，MBr3，MI3；其中：M选自Hf、Ta、Zr、Nb、W、Ti、Si中的一种。