[发明专利]一种C/SiC-HfB2-HfC超高温陶瓷基复合材料的制备方法有效
| 申请号： | 201410203159.3 | 申请日： | 2014-05-14 |
| 公开（公告）号： | CN103979974A | 公开（公告）日： | 2014-08-13 |
| 发明（设计）人： | 王一光;罗磊;刘俊朋;段刘阳;张立同;成来飞 | 申请（专利权）人： | 西北工业大学 |
| 主分类号： | C04B35/565 | 分类号： | C04B35/565;C04B35/52;C04B35/622 |
| 代理公司： | 西北工业大学专利中心 61204 | 代理人： | 王鲜凯 |
| 地址： | 710072 *** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 sic hfb sub hfc 超高温 陶瓷 复合材料 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于超高温陶瓷基复合材料的制备方法，具体涉及一种C/SiC-HfB2-HfC超高温陶瓷基复合材料的制备方法，是一种用HfB2、HfC和SiC对纤维增强陶瓷基复合材料抗烧蚀性能基体改性的方法。
背景技术
连续纤维增韧碳化硅基复合材料(C/SiC)是一种理想的高温结构材料，具有耐高温、低密度、高强度、抗热震等一系列优点，在航空、航天领域有广泛的应用前景。低于1700℃氧化条件下，C/SiC复合材料中的SiC基体被动氧化，材料的表面形成SiO2保护层，可以长时间使用。再入大气层和高超气动环境下材料承受的温度高于1700℃，SiC基体发生主动氧化失去表面SiO2保护层，造成纤维和基体严重的烧蚀，进而导致构件失效。
过渡族金属元素硼化物和碳化物具有3000℃以上的超高熔点，被称为超高温陶瓷(UHTCs)。超高温陶瓷具有极高的熔点、硬度和高温强度，被认为是极端热化学环境下的优秀候选材料。在C/SiC或C/C复合材料中引入超高温陶瓷组元是提高其抗烧蚀能力的一种有效方法。超高温陶瓷中铪的碳化物(HfC)和硼化物(HfB2)具有极高的熔点、良好的化学稳定性和高导热率，二者同时添加并与SiC一起使用，可比单一组元添加进一步提高材料的抗氧化性能，因此HfB2-HfC-SiC改性C/C或C/SiC成为目前最有效的改性方法之一。
目前关于HfB2-HfC-SiC的抗烧蚀研究一般是针对HfB2/HfC-SiC基的复相陶瓷，文献“F.Monfeverde,A.Bellosi.Microstructure and properties of an HfB2-SiC Composite for Ultra High Temperature Application[J].Advanced engineering materials,2004,6(5):331-336.”中讲述了一种热压制备的HfB2-SiC复相陶瓷在高温时的抗氧化行为。文献“R.Licheri,R.Orrù,C.Musa,et al.Consolidation via spark plasma sintering of HfB2/SiC and HfB2/HfC/SiC composite powders obtained by self-propagating high-temperature synthesis[J].Journal of Alloys and Compounds,2009,478(1):572-578.”中讲述了等离子烧结法自蔓延制备的HfB2/SiC和HfB2/HfC/SiC陶瓷。通过以上方法制备的材料仅仅限于HfB2/HfC/SiC纯陶瓷或者是两相复相陶瓷，对这三者的组合并没有研究，且未能应用于复合材料。HfB2和HfC陶瓷的高温抗氧化性能可以从文中得到证明，但是这种方式制备的陶瓷抗热震性能差，力学性能不佳。将HfB2、HfC和SiC引入复合材料，形成HfB2-HfC-SiC复相陶瓷。三者相互配合，取得了比单相或两相改性材料更好的抗氧化和抗烧蚀性能。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种C/SiC-HfB2-HfC超高温陶瓷基复合材料的制备方法，能够原位生成HfB2和HfC相，增加铪化合物的体积分数，提高其抗烧蚀能力。
技术方案
一种C/SiC-HfB2-HfC超高温陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：
步骤1、复合材料预制体制备：将开气孔率为20vol％～40vol％的复合材料预制体使用超声波清洗1小时，烘箱中100℃～120℃经过1～2小时烘干得到清洁干燥的复合材料预制体；
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