[发明专利]一种C/C-HfC复合材料的高效低成本近净成形制备方法

权利要求书

1.一种C/C-HfC复合材料的高效低成本近净成形制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）带纤维保护层碳纤维预制体的制备；（2）多孔C/C复合材料预制体的制备；（3）浸渍料浆的制备，将聚合物先驱体与聚乙二醇溶解在无水乙醇中，加入金属铪粉，通过球磨充分混合均匀后得到浸渍料浆，所述聚合物先驱体为酚醛树脂、呋喃树脂或者沥青，浸渍浆料中聚合物先驱体与聚乙二醇的质量比为10:1-20:1，聚合物先驱体与铪粉的质量比为1:2-1:10；（4）刷涂料浆的制备，按照质量比90:10-96:4取适量的蒸馏水和聚乙烯醇，混合均匀后在磁力搅拌器中加热至40-60℃ 搅拌成溶胶状，然后按照金属铪或铪合金粉与聚乙烯醇溶胶质量比1:10-3:10加入的金属铪粉或铪合金粉，调制成粘稠状的刷涂料浆，所述的铪合金粉中含有少量的合金元素为Zr、Ti、Si或者Y中的一种，其含量小于15%；（5）C/C-HfC复合材料的制备，将多孔C/C复合材料预制体真空浸渍在浸渍料浆中，使料浆渗入多孔C/C复合材料预制体，然后在氩气气氛下于100-200℃ 固化1-3h，然后以3-10℃ /min加热速率加热到500-1000℃ 保温1-4h裂解，重复上述浸渍固化裂解过程，直到复合材料达到一定密度，最后，将粘稠状刷涂料浆涂覆在复合材料表面，放入高温炉中，在氩气气氛中以3-25℃ /min加热速率加热到1900-2350℃ 保温1-4h，关闭电炉电源随炉冷却制备得到所述的C/C-HfC复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中带纤维保护层碳纤维预制体的制备方法为：对碳纤维或碳纤维布进行针刺、碳布叠层穿刺、三维编织或多维整体编织成碳纤维预制体，纤维体积分数为10-50%；将碳纤维预制体在真空气氛中加热到1200-1800℃ ，热处理1-4h，去除纤维表面的胶黏剂；采用化学气相沉积工艺或溶胶-凝胶工艺在热处理后的碳纤维预制体中碳纤维表面制备厚度为10-1000nm的热解碳涂层、SiC涂层或BN涂层，得到带有纤维保护层的碳纤维预制体。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于采用化学气相渗透工艺沉积热解碳增密带有保护涂层的碳纤维预制体，得到多孔C/C复合材料预制体，多孔C/C复合材料预制体的密度控制在0.7-1.3g/cm³，孔隙率控制在30-65%。

4.根据权利要求1-3任一所述的制备方法制备得到C/C-HfC碳陶复合材料。

5.权利要求4所述的碳陶复合材料在耐高温烧蚀领域的应用。