[发明专利]一种耐1700℃低密度碳瓦表面抗氧化涂层及其制备方法

摘要

本发明涉及一种耐1700℃低密度碳瓦表面抗氧化涂层及其制备方法，属于热防护材料技术领域。本发明针对新型临近空间飞行器和重复使用运载器热防护系统对耐高温、轻量化和防隔热功能一体化热防护材料需求，提出了一种耐1700℃低密度碳瓦表面抗氧化涂层体系及其制备方法。该涂层是一种具有梯度过渡结构的复合涂层，包含：抗氧化过渡层，由多孔碳纤维骨架中掺杂Si、B、C、O等抗氧化组分组成；表面耐高温抗氧化层，由致密的M(M＝Hf、Zr)B₂‑MoSi₂超高温陶瓷组分组成。

主权项

1.一种用于低密度碳瓦的抗氧化涂层，其特征在于：该抗氧化涂层包括抗氧化过渡层和表面耐高温抗氧化层；其中，抗氧化过渡层包括抗氧化基础涂层和中间层，其中抗氧化基础涂层为难熔金属化合物，所述的难熔金属化合物的元素包括Si和C，所述的难熔金属化合物进入到低密度碳瓦内部，所述的中间层与抗氧化基础涂层的组成一致，所述的中间层位于抗氧化基础涂层上面且也位于低密度碳瓦的表面之上；所述的表面耐高温抗氧化层为HfB2‑MoSi2或ZrB2‑MoSi2；所述的表面耐高温抗氧化层位于中间层上面；该抗氧化涂层的制备方法，步骤包括：(1)利用陶瓷前驱体对低密度碳瓦基体进行刷涂浸渍处理，每次刷涂后进行一次烘干，得到含半致密抗氧化过渡层的碳瓦材料；(2)对步骤(1)获得的碳瓦材料进行高温裂解，得到含裂解态半致密抗氧化过渡涂层的低密度碳瓦材料；(3)利用步骤(1)中的陶瓷前驱体对步骤(2)得到的含裂解态半致密抗氧化过渡涂层的低密度碳瓦材料进行刷涂浸渍处理，每次刷涂后进行一次烘干；(4)对步骤(3)获得的产品进行高温裂解；(5)重复步骤(3)‑(4)1‑2次，得到含致密抗氧化过渡涂层的低密度碳瓦材料；(6)将HfB2粉末和MoSi2粉末或者是ZrB2粉末和MoSi2粉末进行球磨‑喷雾干燥处理，获得HfB2‑MoSi2混合粉体或者是ZrB2‑MoSi2混合粉体；(7)将步骤(6)获得的混合粉体采用真空等离子喷涂方法喷涂在步骤(5)得到的含致密抗氧化过渡涂层的低密度碳瓦材料表面，得到含有抗氧化涂层的低密度碳瓦。