[发明专利]一种炭/炭复合材料耐烧蚀涂层及其制备工艺

权利要求书

1.一种炭/炭复合材料耐烧蚀涂层，其特征在于：包括SiC过渡层（2）及钨喷涂层（3），SiC过渡涂层（2）覆盖在基体（1）的表层，钨喷涂层（3）喷覆在SiC过渡涂层（2），SiC过渡涂层（2）缓解基体（1）与钨喷涂层（3）的热膨胀系数，使钨喷涂层（3）与基体（1）在烧蚀环境下不脱落；其中，上述SiC过渡涂层（2）包括以下质量比组成成分：

70-80%Si粉、10-20%C粉、5-15%Al₂O₃粉。

2.根据权利要求1所述的炭/炭复合材料耐烧蚀涂层的制备工艺，其特征在于：所述的基体（1）为炭/炭复合材料。

3.一种如权利要求1所述的炭/炭复合材料耐烧蚀涂层的制备工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤：

（a）基体表面处理：将炭/炭复合材料的基体表面用砂纸打磨抛光后用蒸馏水和无水乙醇清洗后，干燥；

（b）SiC过渡涂层的制备：按质量分数分别称取70-80%Si粉，10-20%C粉，5-15%Al₂O₃粉球磨1-3小时制成包埋粉料，将用包埋粉料包埋的炭/炭复合材料放入石墨坩埚内，将石墨坩埚放入真空炉中，通入流量为500-600ml/min的保护性气体，以7.5-12.5℃/min的升温速度将炉温升至1800-2000℃，保温1-3小时，随后以7-10℃/min的降温速度将炉温降至1000-1200℃，关闭电源自然降温至室温，在炭/炭复合材料表层形成具有成分梯度的SiC过渡层；

（c）钨粉料的筛选：将钨粉料球磨3-5小时，分别过200目和325目筛，取粒径为200-325目之间的钨粉料作为喷涂粉；

（d）钨涂层/SiC/炭/炭复合材料的制备：利用等离子喷涂设备将步骤C中的钨粉料喷涂到具有SiC过渡涂层的炭/炭复合材料表面，制备出钨涂层/SiC/炭/炭复合材料；

（e）钨涂层/SiC/炭/炭复合材料涂层应力缓解：将制备有钨涂层/SiC/的炭/炭复合材料放入高温炉内，以7-10℃/min的升温速度将炉温升至1200-1400℃，保温2-6小时，随后以30-50℃/h的降温速度将炉温将至500℃，关闭电源自然降温至室温，得到样品；

（f）采用氧乙炔焰烧蚀仪进行涂层的烧蚀性能测试：将步骤e中的样品放置于装有冷却系统的载物台上，采用烧蚀枪喷嘴直径为2mm，试样初始表面距火焰喷嘴的距离为9.8-10.2mm，火焰烧蚀角度为90°进行烧蚀性能测试。

4.根据权利要求3所述的炭/炭复合材料耐烧蚀涂层的制备工艺，其特征在于：所述的步骤d中具体的喷涂参数：喷涂电压65V，喷涂电流650A，主气Ar的流量2400L/h，辅气H2的流量600L/h，载气Ar的流量660L/h，钨粉料送分量15~25g/min，喷涂距离100~120mm，喷枪直径8mm。

5.根据权利要求3所述的炭/炭复合材料耐烧蚀涂层的制备工艺，其特征在于：所述的步骤e中具体的氧乙炔焰烧烛实验参数为：O₂流量1512L/h，C₂H₂流量1116L/h，O₂气压力0.4Mpa，C₂H₂气压力0.095Mpa。