[发明专利]六硼化镧-二硅化钼-碳化硅抗热震涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工材料的制备方法，特别是涉及一种适用于炭/炭(C/C)复合材料的六硼化镧-二硅化钼-碳化硅抗热震涂层的制备方法。

背景技术

C/C复合材料是目前唯一能在1650℃以上使用的结构材料，其在航空、航天等国防领域和民用领域都得到了大量应用。但C/C复合材料在高温有氧环境下易氧化，是其应用于高温热结构部件的瓶颈问题，而涂层技术是解决该材料高温易氧化问题的有效手段。MoSi₂具有1800℃氧化气氛下的高温稳定性，能够在1650℃的空气中连续使用2000h以上，并具有优良的自愈合性能，已被广泛用于高温合金、难熔金属以及C/C复合材料的防氧化涂层。经过数十年的努力，研究者已开发了多种MoSi₂涂层体系和制备方法用以解决C/C复合材料的氧化问题，其中MoSi₂-SiC涂层的抗氧化性能最为优异。但是，涂层中不可避免的缺陷导致涂层在热震过程中失效。

文献1“C/C复合材料防氧化涂层SiC/SiC-MoSi₂的制备与抗氧化性能，付前刚，李贺军，李克智，史小红。金属学报，2009，4（45）：503-506”公开了一种SiC/SiC-MoSi₂抗氧化涂层，该涂层中MoSi₂弥散分布于SiC中形成多相涂层，在1500℃静态空气中具有良好的防氧化能力。但由于本研究采用料浆涂刷法制备MoSi₂-SiC涂层，故涂层的结合性能较差，可控制性也较差，涂层中存在不可避免的缺陷。

文献2“稀土对MoSi₂烧结行为的影响，张厚安，唐果宁，李颂文。湘潭矿业学院学报，1998，2（13）”公开了一种稀土改性的MoSi₂，稀土及稀土化合物的加入能够细化晶粒，活化烧结，提高MoSi₂材料的致密性，并且改善材料的室温强度和韧性。

文献3“Effects of Lanthanum Boride on Oxidation of C/C Composites，Ruoding Wang，Miki Yokota.Carbon 1997，7（35）：1035-1036”公开了一种C/C复合材料LaB₆抗氧化涂层，并且研究了LaB₆对C/C复合材料在500-2000℃抗氧化性能的影响。氧化时，该涂层可在C/C复合材料表面形成稳定的氧化物。而表面La和B元素的扩散可以提高碳石墨化结构的有序性，降低C/C复合材料的活化点。但是，LaB₆与C/C复合材料的热膨胀系数差异大，导致涂层中缺陷的存在。

MoSi₂材料具有低温脆性和高温下低的蠕变抗力，以及高温氧化气氛下氧化膜的挥发与脱落。这些缺陷将导致MoSi₂涂层的失效。稀土以及稀土化合物能够加速MoSi₂陶瓷涂层的烧结，提高涂层组分的渗透能力，因此采用包埋技术加入稀土化合物LaB₆能够提高MoSi₂涂层的性能如：获得致密的涂层组织；提高涂层的抗热震能力和涂层与基体的结合强度。我国是稀土大国，有丰富的稀土资源，开发稀土先进涂层材料也符合中国国情。

发明内容

本发明需要解决的技术问题，即本发明的目的，是为了提供一种适用于C/C复合材料的LaB₆-MoSi₂-SiC抗热震涂层。该发明可以克服现有技术中存在的，MoSi₂-SiC涂层试样在热震实验中的失效问题以及LaB₆涂层热膨胀不匹配的问题。加入LaB₆，可以提高MoSi₂-SiC涂层的抗热震性能。