[发明专利]一种高温抗氧化碳陶复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种耐高温抗氧化碳陶复合材料的制备方法，其特征在于，所述耐高温抗氧化碳陶复合材料包括碳陶复合材料基体和基体表面的抗氧化涂层，所述碳陶复合材料基体为碳纤维预制件增强的C和SiC双基体的陶瓷基复合材料，基体表面的抗氧化涂层主要成分为SiC的SiC基抗氧化陶瓷涂层；

所述制备方法包括以下步骤：

1)以针刺整体毡为增强体，密度为0.3g/cm³，将其置于碳沉积炉中，进行化学气相沉积碳过程制备C/C素坯，直至其密度达到1.2g/cm³；化学气相沉积过程，以丙烯为碳先驱气体，以Ar为稀释气体，沉积压力为2000Pa，沉积温度为900℃，丙烯和Ar的体积比为1:1；

2)先后采用400目、600目、1200目砂纸打磨C/C素坯的表面和棱角，然后在无水乙醇介质中超声清洗15min，在100℃下烘干至恒重；

3)将C粉、SiC粉、化学纯硅溶胶、ZrB₂粉按照质量比16％:30％：40％:14％混合制得预涂层浆料；

4)将预涂层浆料均匀地刷涂在C/C素坯表面，然后在100℃下烘干，在C/C素坯表面制备预涂层，重复刷涂烘干步骤，直至C/C素坯单位表面积上质量增加为0.25mg/mm²；

5)将具有预涂层的C/C素坯置于渗硅炉中，对其进行气相渗硅处理，在气相渗硅过程中，Si气体穿过预涂层与C/C复合材料中的C基体反应生成SiC基体，得到C/C-SiC复合材料，同时也与预涂层中的C也发生反应生成SiC，使得涂层烧结，冷却时Si蒸气凝聚填充涂层中孔隙，使得涂层变得致密，得到表面包覆有SiC基抗氧化陶瓷涂层的C/C-SiC复合材料；气相渗硅过程以单质硅为原料，反应室压力为1000Pa，反应温度为1650℃，反应时间为3h，得到耐高温抗氧化碳陶复合材料，所得抗氧化C/C-SiC复合材料的密度为2.14g/cm³，弯曲强度为176MPa，涂层厚度为130μm。