[发明专利]一种碳化硅涂层的制备方法

权利要求书

1.一种碳化硅涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）初坯材质的选择与制作：根据产品具体的使用工况，选择合适的基体材料样件；按照设计的产品结构及尺寸，对所述基体材料样件进行机械加工至设计尺寸精度，从而得到待涂层的初坯样品；

（2）初坯样品的初次预处理：将步骤（1）制作好的所述初坯样品表面进行打磨抛光、超声波清洗后烘干待用；

（3）初坯样品进行打底预处理：将经步骤（2）初次预处理后的初坯样品表面均匀地涂刷打底料，再置于烘箱中进行烘干处理；

（4）涂刷涂层浆料：将经步骤（3）处理后的所述初坯样品表面均匀地涂刷碳化硅涂层浆料，烘干处理；

（5）烧结处理：将经步骤（4）处理后的所述初坯样品置于气氛烧结炉中，进行烧结处理；烧结处理完毕，即在所述初坯样品表面生成致密的碳化硅涂层。

2.根据权利要求1所述的碳化硅涂层的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述基体材料为金属材料、石墨材料、碳/碳复合材料、低密度硬质碳纤维毡中的一种。

3.根据权利要求2所述的碳化硅涂层的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，根据所述基体材料的不同而选用不同的砂纸打磨抛光：所述金属材料基体用1000#~1200#砂纸打磨抛光；所述石墨材料和所述碳/碳复合材料用600#~800#砂纸打磨抛光；所述低密度硬质碳纤维毡用200#~400#砂纸打磨抛光；所述超声波清洗用无水乙醇，所述超声波清洗时间为1~1.5 h；所述烘干温度为60~80℃，所述烘干时间为1~ 4 h。

4.根据权利要求1-3之一所述的碳化硅涂层的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述打底料按如下方法进行配制：将固态聚碳硅烷溶于二甲苯中，所述聚碳硅烷和所述二甲苯的质量比为1:（2~3），充分搅拌均匀；所述聚碳硅烷的分子量为1000~1300。

5.根据权利要求1-3之一所述的碳化硅涂层的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述烘干温度为200℃~240℃，保温时间为2~4 h。

6.根据权利要求2或3所述的碳化硅涂层的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，当所述基体材料为金属材料和石墨材料时，所述碳化硅涂层浆料中各原料的质量百分比为：

硅溶胶：60%~80%， 2000目碳化硅粉：6%~18%，

150nm碳化硅粉：1%~12%， 2000目炭黑粉： 10%~12%，

氧化钇粉：1%~2%， 甲基纤维素：1%~2%；

当所述基体材料为碳/碳复合材料时，所述碳化硅涂层浆料中各原料的质量百分比为：

硅溶胶：60%~80%， 2000目碳化硅粉：6%~18%，

150nm碳化硅粉：1%~3%， 2000目炭黑粉：10%~15%，

氧化钇粉：1%~3%， 甲基纤维素：1%~2%；

所述碳/碳复合材料的密度为1.0~1.8g/cm³；

当所述基体材料为低密度硬质碳纤维毡时，所述碳化硅涂层浆料中各原料的质量百分比为：

硅溶胶：35%~45%， 2000目碳化硅粉：24%~30%，

150nm碳化硅粉：4%~6% ， 2000目炭黑粉：19%~21%，

氧化钇粉：5%~7%， 甲基纤维素：3%~5%；

所述低密度硬质碳纤维毡的密度为0.15~0.35g/cm³。

7.根据权利要求6所述的碳化硅涂层的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述硅溶胶为30%~40%含量的酸性硅溶胶。

8.根据权利要求1-3之一所述的碳化硅涂层的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述烘干处理的温度为100℃~120℃，保温时间为3~4 h。