[发明专利]一种层状结构Cf/ZrB2-SiC超高温陶瓷基复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种层状结构Cf/ZrB₂‑SiC超高温陶瓷基复合材料及其制备方法，该制备方法包括：（1）将ZrB₂粉体、SiC粉体、分散剂和粘结剂加入溶剂中并混合，得到ZrB₂‑SiC浆料；（2）采用流延成型方法将所得ZrB₂‑SiC浆料制成ZrB₂‑SiC素坯；（3）将碳纤维编织体浸渍于所得ZrB₂‑SiC浆料中，得到碳纤维预制体；（4）将所得ZrB₂‑SiC素坯和碳纤维预制体交替叠层至少1次，再经排胶和烧结，得到所述层状结构C_f/ZrB₂‑SiC超高温陶瓷基复合材料。

技术领域

本发明涉及一种层状结构C_f/ZrB₂-SiC超高温陶瓷基复合材料及其制备方法，属于超高温陶瓷基复合材料制备技术领域。

背景技术

具有耐超高温、抗氧化烧蚀、高强度等特点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中具有举足轻重的作用。采用连续纤维为增强体，超高温陶瓷为基体制备的超高温陶瓷基复合材料，很好地解决了陶瓷材料断裂韧性低、断裂应变小、抗热震性能差的缺点，具有突出的耐超高温性能且高温抗氧化烧蚀性能优良，又具有在应力作用下表现为非脆性断裂的失效方式且性能可设计等优点，被认为是高超声速飞行器热防护材料及热结构件最具前途的一种候选材料。

超高温陶瓷基复合材料基体致密度以及超高温相含量的高低对材料耐高温烧蚀性能具有决定性作用。化学气相渗透(CVI)、前驱体浸渍裂解(PIP)和反应熔渗(RMI)是制备超高温陶瓷基复合材料的常见方法。但是CVI和PIP方法制备周期长，难以获得高的致密度和高的超高温陶瓷相含量；而反应熔渗方法常常存在纤维/界面损伤、大尺寸金属残留等问题，影响复合材料性能。因此，亟需开发一种新型的超高温陶瓷基复合材料制备方法，实现复合材料的高致密化和实现对基体成分的精确控制，提升材料的耐烧蚀性能和抗氧化性能。

发明内容

针对超高温陶瓷基复合材料常规制备方法存在的各种问题，本发明的目的在于提供一种新型结构的层状结构C_f/ZrB₂-SiC复合材料及其制备方法。

一方面，本发明提供了一种层状结构C_f/ZrB₂-SiC超高温陶瓷基复合材料的制备方法，包括：

(1)将ZrB₂粉体、SiC粉体、分散剂和粘结剂加入溶剂中并混合，得到ZrB₂-SiC浆料；

(2)采用流延成型方法将所得ZrB₂-SiC浆料制成ZrB₂-SiC素坯；

(3)将碳纤维编织体浸渍于所得ZrB₂-SiC浆料中，得到碳纤维预制体；

(4)将所得ZrB₂-SiC素坯和碳纤维预制体交替叠层至少1次，再经排胶和烧结，得到所述层状结构C_f/ZrB₂-SiC超高温陶瓷基复合材料。