[发明专利]一种C/C复合材料SiC被覆莫来石复合涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种C/C复合材料复合涂层的制备方法，具体涉及一种制备表面均匀致密，且厚度均一无贯穿性裂纹及针孔产生的C/C复合材料SiC被覆莫来石复合涂层的制备方法。

背景技术

碳/碳复合材料(C/C)是以碳纤维为增强相的碳基复合材料，具有比重轻、高强高模性、高热稳定性、高导热导电能力、低密度、低热膨胀系数、耐烧蚀、耐腐蚀、摩擦系数稳定等特点，特别是随温度升高力学性能不降反升的特性，是理想的航空航天及其它工业领域的高温材料。然而，它的许多上述性质只有在惰性气氛下才能保持，研究表明，C/C复合材料在超过370℃的氧化气氛下开始发生氧化反应，反应速度在500℃时还会迅速增大，氧化失重将使得C/C复合材料的力学性能明显下降，从而限制了其作为高温防护或抗烧蚀材料在氧化气氛下的广泛应用。因此，防氧化成为C/C复合材料应用的关键。

目前，在C/C复合材料表面制备耐高温氧化的涂层，即抗氧化涂层，被认为是解决碳/碳复合材料高温氧化防护问题的有效方法，其本质是利用高温涂层隔离氧和C/C基体来达到防氧化的目的。但是单一的涂层很难有效的长时间的保护碳/碳复合材料免受氧化。目前，涂层体系已经向复合涂层体系发展，主要以与C/C基体具有良好物理化学相容性的SiC陶瓷材料作为缓冲涂层，然后在其表面涂覆具有良好热稳定性、相容性和阻氧能力的外涂层。

到目前为止，作为外涂层的材料有很多种，已经研制的C/C复合材料的涂层体系主要有玻璃涂层[张伟刚，成会明，沈祖洪，等。TiC对C-SiC-B4C复合材料氧化行为的影响[J]，新型炭材料，1998，13(1)：13-18]、金属涂层[Worrell，Wayne L，Lee K N.Hightemperature alloys，United States Patent，6127047，2000.]、陶瓷涂层[曾燮榕，郑长卿，李贺军.C/C复合材料MoSi2涂层的防氧化研究[J].复合材料学报，1997，14(3)：37-40]以及复合涂层[Huang J F，Zeng X R，Li H J，et al.Mullite-Al2O3-SiC oxidation protective coating forcarbon/carbon composites[J].Carbon，2003，41(14)：2825-2829.]，而复合涂层又包含梯度涂层和双层及多层涂层等。

C/C复合材料抗氧化涂层的制备方法有很多，主要有包埋法[Huang J F，Li H J，Zeng XR，Li H J，et al.Influence of the preparing temperature on phase，microstructure and anti-oxidationproperty of SiC coating for C/C composites[J].Carbon，2004，42(8-9)：1517-1521.]、化学气相沉积(CVD)[Cheng L F，Xu Y D，Zhang L T，et al.Preparation of An Oxidation ProtectionCoating for C/C Composites by Low Pressure Chemical Vapor Deposition[J].Carbon，2000，(38)：1493-1498.]、熔浆法[Joshi A.Coating with Particulate Ddispersions for HighTemperature Oxidation Protection of Carbon and C/C composites[J].Composites(Part A)，1997，28(2)：181-189]、火焰喷涂及等离子喷涂法[成来飞，张立同.液相法制备C/C防氧止涂层的液相铺展研究[J].航空学报，1996，17(4)：508-510]等。这些方法要么对设备要求高，设备仪器比较昂贵；要么制备工艺比较苛刻，制备条件比较极端；或者工艺复杂，制备周期长，可重复性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的缺点与不足，提供了一种工艺简单、制备成本低的C/C复合材料SiC被覆莫来石复合涂层的制备方法，所制备的C/C复合材料SiC被覆莫来石复合涂层结合力良好、厚度均匀、表面致密，且具良好的物化相容性。