[发明专利]可重复烧蚀使用的碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种可重复烧蚀使用的碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料的制备方法，采用真空压力浸渍结合反应性熔体渗透在传统碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料中，以La、Y、Yb、Sc等稀土金属元素的加入起到减少高温下SiO₂的挥发、稳定ZrO₂/HfO₂晶型以及生成稀土锆酸盐或稀土铪酸盐的作用。烧蚀过后，材料表面形成玻璃态SiO₂填充于ZrO₂/HfO₂之间，并混合有稀土锆酸盐/稀土铪酸盐的致密层，对材料起到良好保护，使得超高温陶瓷基复合材料的可重复烧蚀性成为可能。

主权项

一种可重复烧蚀使用的碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1、制备复合材料预制体：采用CVI致密化方法制备碳纤维增强碳C/C或碳纤维增强碳化硅C/SiC复合材料预制体，采用超声波清洗预制体不少于30分钟，在80℃～100℃的烘箱中烘干得到清洁干燥的预制体；所述预制体的开气孔率为20vol%～30vol%；步骤2、制备浆料：将C有机前驱体和六次甲基四胺溶解于无水乙醇中，然后加入含稀土金属前驱体并球磨得到浆料；所述六次甲基四胺质量为C的有机前驱体的质量的0.1倍；所述稀土金属前驱体和C有机前驱体质量比为2:1～10:1；所述无水乙醇的含量控制浆料的粘度为50～100mPa·s；步骤3、真空压力浸渍：将碳纤维预制体在真空度为‑0.08MPa～‑0.10MPa，压力为0.8MPa～1.0MPa的环境下浸渍在浆料中，使得浆料中的稀土金属前驱体和C有机前驱体浸渍到预制体中；步骤4、固化裂解：将浸渍完成的材料在80℃‑100℃烘箱中干燥4‑10小时，在130℃～150℃烘箱中固化30～60分钟，然后再氩气保护下900℃～1800℃热处理2小时裂解有机C前驱体；步骤5、反应熔体渗透RMI：在高温条件和真空条件下将高温合金渗入至步骤4所得的材料中与C有机前驱体反应原位生成超高温相，得到可重复烧蚀碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料；所述的高温合金为；所述高温条件的温度比选用的高温合金的合金熔点高出100℃～150℃。