[发明专利]一种Cf 有效
| 申请号： | 201710266135.6 | 申请日： | 2017-04-21 |
| 公开（公告）号： | CN108727049B | 公开（公告）日： | 2021-03-19 |
| 发明（设计）人： | 董绍明;曹艳鹏;倪德伟;周海军;高乐;阚艳梅 | 申请（专利权）人： | 中国科学院上海硅酸盐研究所 |
| 主分类号： | C04B35/80 | 分类号： | C04B35/80 |
| 代理公司： | 上海瀚桥专利代理事务所(普通合伙) 31261 | 代理人： | 曹芳玲;郑优丽 |
| 地址： | 200050 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 base sub | ||
本发明涉及一种Cf/SiC‑HfC超高温陶瓷基复合材料及其制备方法，包括：利用真空浸渍法在碳纤维预制体内引入HfO2粉体和碳源，得到Cf/HfO2‑C预成型体；将所得Cf/HfO2‑C预成型体置于惰性气氛中，在1300～1800℃下经过碳热还原1～2小时，得到Cf/HfC‑C预成型体；将所得Cf/HfC‑C预成型体在1400～1700℃下进行Si熔渗，使Cf/HfC‑C预成型体中C与Si原位反应生成SiC基体相，得到所述Cf/SiC‑HfC超高温陶瓷基复合材料。本发明制备温度低，降低了材料制备过程中高温对碳纤维的损伤；工艺简单，易于实现Cf/SiC‑HfC复合材料的快速制备。
技术领域
本发明涉及一种Cf/SiC-HfC超高温陶瓷基复合材料制备方法，属于超高温陶瓷制备领域。
背景技术
超高音速飞行器技术被誉为“下一代飞行技术”，是航空史上继发明飞机、突破声障飞行之后第三个划时代的里程碑。由于超高音速飞行器往返、再入大气层时局部表面需承受 2000℃以上的高温和数十兆帕高压气流、高能粒子的剧烈冲刷。因此，研发耐高温、抗氧化烧蚀、高强度的高温结构材料作为重大关键技术之一，在高超声速飞行器发展过程中起着举足轻重的作用。
Cf/SiC复合材料具有优异的综合性能，被认为是最具有开发潜力的高温结构材料。然而，Cf/SiC复合材料长时间使用温度极限一般不超过1650℃，向SiC基体中引入超高温相 (如ZrC、ZrB2、HfC、HfB2等)可有效提高Cf/SiC复合材料的服役温度上限。HfC是目前所知熔点最高的材料(3890℃)，具有极端的耐高温性能，其氧化产物HfO2熔点也达到 2900℃，化学稳定性好，烧蚀过程中形成的HfO2可以继续保护材料内部。然而，受制备工艺限制，目前还难以制备高性能Cf/SiC-HfC超高温陶瓷基复合材料。
文献“Jinming Jiang,Song Wang,Wei Li,et al.Preparation of 3D Cf/ZrC–SiC composites by joint processes of PIP and RMI[J].Materials Science andEngineering:A,Volume 607,23June 2014,Pages 334–340.”中讲述了有机前驱体浸渍裂解(PIP)方法难以获得致密的陶瓷基复合材料，且存在制备周期长，陶瓷基体结合较弱的缺点。而反应熔渗(Reactive Melt Infiltration，RMI)虽然能够通过一次成型制备致密且基本无缺陷的基体，是一种快速制备近净成型复杂形状构件的有效途径，近年来已成为国内外超高温陶瓷基复合材料研制的热点之一。但是，HfSi2合金熔点较高，若是直接熔渗将侵蚀纤维及界面，影响材料高温性能。综合Cf/SiC-HfC超高温陶瓷基复合材料的研究现状，亟需开发新型制备工艺。
发明内容
本发明针对Cf/SiC-HfC材料现有制备工艺存在的问题，提出一种Cf/SiC-HfC超高温陶瓷基复合材料的制备方法，包括：
利用真空浸渍法在碳纤维预制体内引入HfO2粉体和碳源，得到Cf/HfO2-C预成型体；
将所得Cf/HfO2-C预成型体置于惰性气氛中，在1300～1800℃下经过碳热还原1～2小时，得到Cf/HfC-C预成型体；
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