[发明专利]一种耐烧蚀炭/炭‑碳化锆‑铜复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种耐烧蚀炭/炭‑碳化锆‑铜复合材料的制备方法，用聚丙烯腈基炭纤维针刺整体毡为预制体，采用化学气相渗透增密及高温热处理工艺制备得到多孔的炭/炭复合坯体，然后将锆‑铜混合粉末熔融渗入炭/炭复合坯体中，通过反应熔渗制备炭/炭‑碳化锆‑铜复合材料。测定炭/炭‑碳化锆‑铜复合材料的性能指标。本发明采用锆、铜混合粉末，能在相对较低的熔渗温度制备出孔隙率低、物相组成均匀、硬度和抗弯强度良好、烧蚀性能优良的炭/炭‑碳化锆‑铜复合材料。

主权项

一种耐烧蚀炭/炭‑碳化锆‑铜复合材料；其特征在于，所述复合材料由炭/炭复合坯体、碳化锆以及铜和/或铜锆合金按质量比，炭/炭复合坯体：碳化锆：铜和/或铜锆合金＝30～45:20～45:40～10组成；所述复合材料的制备方法，包括下述步骤：步骤一以炭纤维预制体为原料，通过气相沉积热解炭，得到具有连通孔隙的炭/炭复合多孔坯体；步骤一中所述炭纤维预制体为聚丙烯腈基炭纤维针刺整体毡；所述聚丙烯腈基炭纤维针刺整体毡的密度为0.4～0.6g/cm3；步骤一所得炭/炭复合多孔坯体的孔隙率为20～50％；密度为1.0～1.6g/cm3；步骤二将步骤一所得炭/炭复合多孔坯体置于由锆和铜组成的混合粉末中，在真空度小于等于10‑2atm的条件下，以3～6℃/min的升温速率升温至1200～1600℃，并于1200～1600℃熔渗处理，得到所述耐烧蚀炭/炭‑碳化锆‑铜复合材料；所述由锆和铜组成的混合粉末中，锆与铜的质量比为35～85:65～15；步骤二中，所述由锆和铜组成的混合粉末是由锆粉和铜粉组成；所述锆粉的纯度大于等于99％；所述铜粉的纯度大于等于99％。