[发明专利]一种碳/碳复合材料β-Y2Si2O7纳米线增韧莫来石/硅酸盐玻璃涂层的制备方法

摘要

本发明公开了一种碳/碳复合材料β‑Y₂Si₂O₇纳米线增韧莫来石/硅酸盐玻璃涂层的制备方法，首先以简单的脉冲电弧放电沉积法在C/C‑SiC表面制备β‑Y₂Si₂O₇纳米线增韧莫来石多孔涂层，然后再采用电磁感应加热法制备硅酸盐玻璃外涂层。本发明方法制备的β‑Y₂Si₂O₇纳米线增韧莫来石/硅酸盐玻璃复合抗氧化涂层与基体结合良好，可实现复合涂层结构的控制，并且制备周期短、工艺过程简单，且涂层的制备是在低温条件下完成，成本低。

主权项

1.一种碳/碳复合材料β‑Y2Si2O7纳米线增韧莫来石/硅酸盐玻璃复合抗氧化涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)首先将莫来石粉体与β‑Y2Si2O7纳米线组成的混合粉料分散于丁醇中，配制成混合粉料浓度为20‑30g/L的悬浮液A1，混合粉料中β‑Y2Si2O7纳米线的质量分数为10‑20％，莫来石粉体的质量分数为80‑90％，将悬浮液A1超声处理后搅拌得悬浮液A2；(2)向悬浮液A2中加入碘单质得混合物，混合物中碘单质的浓度为1‑3g/L，然后加热搅拌得悬浮液B；(3)将悬浮液B倒入水热釜内，然后将带有SiC涂层的C/C复合材料试样夹在水热釜内的阴极夹上，阳极为石墨，然后将水热釜密封后放入烘箱中，然后将水热釜的阴阳两极与脉冲电镀电源连接并进行脉冲电弧放电沉积，沉积过程中，控制烘箱温度为100‑120℃，脉冲电压400‑600V，脉冲占空比为50‑70％，脉冲频率1000‑3000Hz，沉积时间10‑20min，得到沉积试样；(4)将沉积试样干燥即得碳/碳复合材料β‑Y2Si2O7纳米线增韧莫来石涂层试样；(5)将玻璃粉分散于蒸馏水中，超声震荡后进行搅拌，直至玻璃粉分散均匀，得到总浓度为20‑30g/L的悬浮液；(6)将步骤(4)所得的碳/碳复合材料β‑Y2Si2O7纳米线增韧莫来石涂层试样置于电磁感应加热仪的加热线圈内，然后利用水泵使悬浮液循环流动；(7)悬浮液开始循环流动后打开电磁感应加热仪并利用加热线圈对试样进行电磁感应加热，加热时间为30‑60min，电流强度为350‑500A，电磁感应加热过程中利用循环流动的悬浮液对试样进行持续冲刷，电磁感应加热结束后使悬浮液停止冲刷试样，待试样自然冷却到室温后对试样进行干燥，得到碳/碳复合材料β‑Y2Si2O7纳米线增韧莫来石/硅酸盐玻璃复合抗氧化涂层；(8)将步骤(7)所得的碳/碳复合材料β‑Y2Si2O7纳米线增韧莫来石/硅酸盐玻璃复合抗氧化涂层试样进行烧结，即得碳/碳复合材料β‑Y2Si2O7纳米线增韧莫来石/硅酸盐玻璃复合抗氧化涂层。