[发明专利]一种高温复合材料全温度段热匹配涂层的制备方法

摘要

本发明提供了一种高温复合材料全温度段热匹配涂层的制备方法，包括：制备自密封粘接层步骤；制备热匹配功能层步骤和制备高温阻挡层步骤。本发明引入与高温复合材料基体物理及化学相容性好的具有机械互锁的自密封粘接层，再采用负热膨胀效应优异的材料作为热匹配功能层，采用耐高温烧蚀的材料作为高温阻挡层，使其与高温复合材料的热膨胀系数从室温到高温完全匹配，制备出了高温复合材料全温度段热匹配涂层，该涂层制备成本低，制备工艺简单，是一种能够适用于全温度段的高温涂层，能够使高温复合材料的涂层与基体之间在较低温度时也不会产生裂纹，增加涂层的使用寿命。

主权项

一种高温复合材料全温度段热匹配涂层的制备方法，其特征在于，包括：制备自密封粘接层：对高温复合材料基体进行表面打磨，将表面打磨后的高温复合材料基体放入清洗液中超声清洗，清洗后的所述高温复合材料基体放入烘箱中在90‑100℃条件下烘干2‑6h；将一定质量配比的硅粉、氧化钽粉、碳化硼粉、碳化硅粉混合，球磨8‑10h，制得所述自密封粘结层的混合粉料，将所述混合粉料放入石墨坩埚内，将所述高温复合材料基体包埋于所述混合粉料中；将所述石墨坩埚放入高温炉中，抽真空并通入保护气体，以20‑30℃/min的升温速率将所述高温炉的炉温升至1700‑2000℃，保温3‑6h，随后以20‑30℃/min的降温速率将所述高温炉的炉温降至200‑400℃，而后关闭所述高温炉的电源使所述石墨坩埚自然降温至室温；将处理后的所述高温复合材料基体取出，放入清洗液中超声清洗，清洗后放入烘箱中在90‑100℃条件下烘干2‑6h，在所述高温复合材料基体的表面制备出自密封粘接层；制备热匹配功能层：将表面有自密封粘接层的高温复合材料基体放入化学气相沉积炉中，抽真空至‑0.1Mpa；将所述化学气相沉积炉升温至900‑1100℃，通入硅酸乙酯和高纯氩气的混合气体，炉内压力为500Pa‑1000Pa，气流量为20‑40sccm，沉积时间为25‑40h，得到热匹配功能层；制备高温阻挡层：取出一定的质量配比的硅溶胶、氧化钇粉、硼化锆粉和氧化锆粉，将取出的氧化钇粉、硼化锆粉和氧化锆粉混合，球磨5‑10h，再与取出的硅溶胶混合，搅拌6‑10h，得到高温阻挡层的硅溶胶料浆；将表面有自密封粘接层和热匹配功能层的高温复合材料基体放入浸渍罐中，抽真空至‑0.1MPa，注入搅拌均匀的所述高温阻挡层的料浆，浸渍完全后，取出自然晾干；将表面浸有高温阻挡层的料浆的高温复合材料基体放入高温炉中，抽真空，通入保护气体，以10‑20℃/min的升温速率将炉温升至1400‑1800℃，保温1‑2h，随后以20‑40℃/min的降温速率将炉温降至200‑400℃，关闭所述高温炉的电源，自然降温至室温，制备出高温阻挡层。