[发明专利]CVD SiC/SiO2梯度抗氧化复合涂层及其制备方法有效
| 申请号： | 201210129286.4 | 申请日： | 2012-04-28 |
| 公开（公告）号： | CN102659451A | 公开（公告）日： | 2012-09-12 |
| 发明（设计）人： | 李国栋;梁武;熊翔;张红波;吴敏 | 申请（专利权）人： | 中南大学 |
| 主分类号： | C04B41/52 | 分类号： | C04B41/52;C23C16/44;C23C16/32;C23C16/40;C23C16/30 |
| 代理公司： | 长沙市融智专利事务所 43114 | 代理人： | 邓建辉 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 国省代码： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | cvd sic sio sub 梯度 氧化 复合 涂层 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种石墨、C/C复合材料及陶瓷基材料的梯度抗氧化复合涂层及制备方法，提供室温至1700℃温度范围内长时间的抗氧化保护。
背景技术
石墨、C/C复合材料及陶瓷基材料(如C/C-陶瓷复合材料、C/陶复合材料、碳化物陶瓷)具有优异的耐高温、耐烧蚀、耐磨损等一系列的优点，尤其在惰性气氛或真空条件下，在高温下依然具有良好的强度、模量及其他力学性能，因此在航天航空领域具有广阔的应用前景。但在氧化气氛下，这些材料就会迅速被氧化，导致材料毁灭性破坏，大大制约了其应用。因此，对石墨、C/C复合材料及陶瓷基材料提供抗氧化保护是十分必要的。
目前，抗氧化涂层法是比较理想的抗氧化保护方法，它是利用涂层材料将基体材料与氧隔离开来，阻止基体材料与氧原子发生反应，从而达到有效抗氧化的要求。近年来，各种抗氧化涂层体系得到了大量的研究。其中，SiC是最常用的涂层材料，这是因为它在较高温度下氧化时产生的SiO2可以填充涂层中的裂纹等缺陷，阻挡氧气的渗入，从而为材料提供抗氧化保护。但是，在中低温区域，SiC的氧化速率很慢，无法形成完整有效的SiO2阻氧膜。而在中低温区域具有良好流动性和润湿性的硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等涂层，其在长时间高温条件下会因挥发严重而导致涂层失效。因此，这些涂层的抗氧化温度较窄，仅集中于中低温段或者高温段，不能提供从低温到高温宽温度范围内的长时间抗氧化保护。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种具有良好可控性和可设计性，并且具有成分梯度、低应力及优良的抗热震性能，能够在室温至1700℃温度范围内长时间应用的CVD SiC/SiO2梯度抗氧化复合涂层。
本所要解决的第二个技术问题是提供一种该CVD SiC/SiO2梯度抗氧化复合涂层的制备方法。
为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的CVD SiC/SiO2梯度抗氧化复合涂层，由采用化学气相沉积方法制备的SiC涂层、SiO2涂层及SiC与SiO2共沉积涂层组成，或仅由采用化学气相沉积方法制备的SiC与SiO2共沉积涂层组成。
所述的SiC与SiO2共沉积涂层的成分有三种变化：两种梯度变化，一种成分基本稳定不变，即SiC成分由高到低，同时SiO2的成分由低到高的SiC-SiO2梯度涂层，或SiO2成分由高到低，同时SiC的成分由低到高的SiO2-SiC梯度涂层，或SiC、SiO2两成分基本不变的SiC～SiO2共沉积涂层。
所述的梯度涂层由一种梯度构成，或由多个梯度构成多层复合梯度涂层，即由内至外涂层依次为SiC/SiC-SiO2/SiO2涂层，或依次SiC/SiC-SiO2/SiC～SiO2/SiC-SiO2/SiO2涂层，或依次为SiC/SiC-SiO2/SiO2/SiO2-SiC/SiC/SiC-SiO2/SiO2…SiC/SiC-SiO2/SiO2，或依次为SiC/SiC-SiO2/SiO2-SiC/SiC-SiO2/…/SiO2-SiC/SiC-SiO2/SiO2，或依次为SiC/SiC-SiO2/SiC～SiO2/SiO2-SiC/SiC～SiO2/…/SiC～SiO2/SiC-SiO2/SiO2，或依次为SiC-SiO2/SiO2-SiC/…/SiO2-SiC/SiC-SiO2/，或为SiC～SiO2。
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