用于C/SiC復(fù)合材料的高溫抗氧化涂層材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高溫抗氧化涂層材料技術(shù)，尤其涉及一種用于C/SiC復(fù)合材料的高溫抗氧化涂層材料。
【背景技術(shù)】
[0002]飛行器高溫氧化部位通常使用C/SiC復(fù)合材料，如高超聲速飛行器、再入飛行器以及臨近空間飛行器的前緣、被動熱防護(hù)面板以及發(fā)動機(jī)燃燒室等高溫氧化部位，而未經(jīng)過抗氧化改性處理的C/SiC復(fù)合材料長時抗氧化溫度不超過1650°C，當(dāng)溫度超過此溫度時，C/SiC復(fù)合材料基體和纖維迅速氧化損耗，材料力學(xué)性能急劇下降，因此，在C/SiC復(fù)合材料表面制備抗氧化、耐沖刷的涂層材料是提高復(fù)合材料使用溫度的有效手段。目前，普遍使用化學(xué)氣相沉積和等離子噴涂技術(shù)制備用于航天器的抗氧化涂層材料，這兩種過程在飛行器發(fā)射前經(jīng)過高溫、高壓等過程直接將涂層材料涂布在飛行器表面，但這兩種技術(shù)都需要投入精密復(fù)雜的大型設(shè)備，成本高、操作復(fù)雜，且涂層一旦制備完成后，其修復(fù)修補(bǔ)將變得及其困難，甚至根本無法實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于C/SiC復(fù)合材料的高溫抗氧化涂層材料，能夠有效解決目前飛行器耐高溫抗氧化涂層成本高、操作復(fù)雜，修復(fù)修補(bǔ)困難的問題。
[0004]具體解決技術(shù)方案為:
[0005]一種用于C/SiC復(fù)合材料的高溫抗氧化涂層材料，由以下化合物及重量配比組成:硼酚醛12至14份，一碳化四硼3至5份，三硅化七鋯合金粉84至86份，碳化硅粉I至3份，碳化鋯粉2至4份，二硼化一鋯粉2至4份，無水乙醇15至21份。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供的用于C/SiC復(fù)合材料的高溫抗氧化涂層材料，一方面涂層中存在并生成ZrC、ZrBjP SiC三種陶瓷組分，三者形成了一個較合適的比例含量，使其在高溫氧化環(huán)境下生成的Zr02、S1jP ZrS14^形成一種致密、穩(wěn)定且與基材具有較高結(jié)合強(qiáng)度的混合物，這種混合物能夠有效阻擋氧氣的滲透進(jìn)入，從而保護(hù)內(nèi)部的材料不被氧化，因此具有非常優(yōu)良的抗氧化性能；另一方面，該涂層中含有硼酚醛、碳化硼(B4C)和Zr7Si^金粉三種活性成分，使涂層在高溫使用過程中會原位反應(yīng)生成ZrC、ZrBjP SiC以及其相應(yīng)的氧化產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)其良好的高溫抗氧化性能，可以說涂層制備所需的高溫處理工序是在使用中完成的，因此在構(gòu)件使用之前，涂層缺損的修補(bǔ)不需要再回爐進(jìn)行高溫處理，涂層修補(bǔ)簡單方便。因此，該涂層材料具有超高溫(> 2000°C )抗氧化性能好、成本低、制備簡單以及易于修補(bǔ)的顯著優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面將對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。在下面的描述中，出于解釋而非限制性的目的，闡述了具體細(xì)節(jié)，以幫助全面地理解本發(fā)明。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，也可以在脫離了這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例中實(shí)踐本發(fā)明。
[0008]本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于C/SiC復(fù)合材料的高溫抗氧化涂層材料，由以下化合物及重量配比組成:硼酚醛12至14份，一碳化四硼3至5份，三硅化七鋯合金粉84至86份，碳化硅粉I至3份，碳化鋯粉2至4份，二硼化一鋯粉2至4份，無水乙醇15至21份。
[0009]下面提供幾個具體實(shí)施例及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
[0010]實(shí)施例1
[0011]稱取12克硼酚醛，3/克碳化硼(B4C)粉，84克Zr7Si3合金粉，I克SiC粉，2克ZrC粉，2克ZrB2粉，15克無水乙醇，混合均勻即得高溫抗氧化涂層材料。
[0012]實(shí)施例2
[0013]稱取13克硼酚醛，4克碳化硼(B4C)粉，85克Zr7Si3合金粉，2克SiC粉，3克ZrC粉，3克ZrB2粉，18克無水乙醇，混合均勻即得高溫抗氧化涂層材料。
[0014]實(shí)施例3
[0015]稱取14克硼酚醛，5克碳化硼(B4C)粉，86克Zr7Si3合金粉，3克SiC粉，4克ZrC粉，4克ZrB2粉，21克無水乙醇，混合均勻即得高溫抗氧化涂層材料。
[0016]對使用了實(shí)施例3制備的涂層材料的C/SiC復(fù)合材料平板進(jìn)行了 Tt2500K/Pt0.6MPa/Ma0.6狀態(tài)電弧風(fēng)洞的600秒考核試驗(yàn)，試驗(yàn)后線燒蝕量僅有0.0lmm,實(shí)施例1、實(shí)施例2實(shí)驗(yàn)結(jié)果類似，此處不再贅述，具有很好的耐高溫、抗氧化效果。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例提供的用于C/SiC復(fù)合材料的高溫抗氧化涂層材料，，一方面涂層中存在并生成ZrC、ZrBjP SiC三種陶瓷組分，三者形成了一個較合適的比例含量，使其在高溫氧化環(huán)境下生成的Zr02、S1jP ZrS14^形成一種致密、穩(wěn)定且與基材具有較高結(jié)合強(qiáng)度的混合物，這種混合物能夠有效阻擋氧氣的滲透進(jìn)入，從而保護(hù)內(nèi)部的材料不被氧化，因此具有非常優(yōu)良的抗氧化性能；另一方面，該涂層中含有硼酚醛、碳化硼(B4C)和Zr7Si3合金粉三種活性成分，使涂層在高溫使用過程中會原位反應(yīng)生成ZrC、ZrBjP SiC以及其相應(yīng)的氧化產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)其良好的高溫抗氧化性能，可以說涂層制備所需的高溫處理工序是在使用中完成的，因此在構(gòu)件使用之前，涂層缺損的修補(bǔ)不需要再回爐進(jìn)行高溫處理，涂層修補(bǔ)簡單方便。因此，該涂層材料具有超高溫(> 2000°C )抗氧化性能好、成本低、制備簡單以及易于修補(bǔ)的顯著優(yōu)點(diǎn)。
[0018]如上針對一種實(shí)施例描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實(shí)施例中使用，和/或與其它實(shí)施例中的特征相結(jié)合或替代其它實(shí)施例中的特征使用。
[0019]應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，術(shù)語“包括/包含”在本文使用時指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、整件、步驟、組件或其組合的存在或附加。
[0020]這些實(shí)施例的許多特征和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)該詳細(xì)描述是清楚的，因此所附權(quán)利要求旨在覆蓋這些實(shí)施例的落入其真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這些特征和優(yōu)點(diǎn)。此外，由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到很多修改和改變，因此不是要將本發(fā)明的實(shí)施例限于所例示和描述的精確結(jié)構(gòu)和操作，而是可以涵蓋落入其范圍內(nèi)的所有合適修改和等同物。
[0021]本發(fā)明未詳細(xì)說明部分為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于C/SiC復(fù)合材料的高溫抗氧化涂層材料，其特征在于，由以下化合物及重量配比組成:硼酚醛12至14份，一碳化四硼3至5份，三硅化七鋯合金粉84至86份，碳化硅粉I至3份，碳化鋯粉2至4份，二硼化一鋯粉2至4份，無水乙醇15至21份。
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供的用于C/SiC復(fù)合材料的高溫抗氧化涂層材料，涉及高溫抗氧化涂層材料技術(shù)，由以下化合物及重量配比組成：硼酚醛12至14份，一碳化四硼3至5份，三硅化七鋯合金粉84至86份，碳化硅粉1至3份，碳化鋯粉2至4份，二硼化一鋯粉2至4份，無水乙醇15至21份。能夠有效解決目前飛行器耐高溫抗氧化涂層成本高、操作復(fù)雜，修復(fù)修補(bǔ)困難的問題。主要用于耐高溫、抗氧化涂層。
【IPC分類】C04B41-85
【公開號】CN104529535
【申請?zhí)枴緾N201410597033
【發(fā)明人】于新民, 王濤, 劉俊鵬, 孫同臣, 詹萬初, 裴雨辰
【申請人】航天特種材料及工藝技術(shù)研究所
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年10月31日