[发明专利]一种制备碳/碳复合材料硅酸钇晶须增强莫来石-C-AlPO4复合外涂层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备碳/碳复合材料复合外涂层的方法，具体涉及一种制备碳/碳复合材料硅酸钇晶须增强莫来石-C-AlPO₄复合外涂层的方法

背景技术

C/C复合材料又被称为碳纤维碳基复合材料，由于其只有单一的碳元素组成，不仅具有炭及石墨材料优异的耐烧蚀性能，低密度、热膨胀系数低等优点，而且高温下还有优异的力学性能。尤其是其强度随温度的增加不降反升的性能，使其成为发展前途的高技术新材料之一，被广泛用作航空和航天技术领域的烧蚀材料和热结构材料。但是，C/C复合材料在温度超过500℃的氧化气氛下迅速氧化，这大大限制了其应用，因此C/C复合材料的氧化保护问题成为了近年来的研究热点之一。同时对其进行高温抗氧化防护对其高温应用具有重要的意义。

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。SiC涂层由于与C/C复合材料的物理、化学相容性好而普遍作为过渡层使用，但是单一的SiC涂层不能对C/C基体提供有效的保护，因而复合涂层成为当前的研究热点。同时晶须增强复合涂层成为提高涂层与基体界面结合以及涂层强度的新方法。

到目前为止，制备的复合涂层有很多种，例如硅酸钇[Huang J F,Li H J,Zeng X R,et al.A new SiC/yttrium silicate/glass multi-layer oxidation protective coating for carbon/carbon composites.Carbon,2004,42(11):2367-2370.]、莫来石涂层[Kai-Tong Wang,Li-Yun Cao,Jian-Feng Huang,Jie Fei.A mullite/SiC oxidation protective coating for carbon/carbon composites,Journal of the European Ceramic Society.2013,33:191-198.]、C-AlPO₄-莫来石复合涂层[Kai-Tong Wang,Li-Yun Cao,Jian-Feng Huang,Jie Fei,Bo-Ye Zhang.Microstructure and oxidation resistance of C-AlPO₄-mullite coating prepared by hydrothermal electrophoretic deposition for SiC-C/C composites,Ceramics International.2012,07,024.]、SiC晶须增韧MoSi₂-SiC-Si涂层[Fu Qian-Gang,Li He-Jun,Li Ke-Zhi,Shi Xiao-Hong,Hu Zhi-Biao,Huang Min,SiC whisker-toughened MoSi₂–SiC–Si coating to protect carbon/carbon composites against oxidation,Carbon.2006,44,1866.]、MoSi₂/SiC涂层[Huang J F,Wang B,Li H J,et al.A MoSi₂/SiC oxidation protective coating for carbon/carbon composites.Corrosion Science,2011,2(53):834-839.]、SiC-MoSi₂-(Ti_0.8Mo_0.2)Si₂复合涂层[Jiao G S,Li H J,Li K Z,et al.SiC-MoSi₂-(Ti_0.8Mo_0.2)Si₂multi-composition coating for carbon/carbon composites.Surf.Coat.Technol,2006,201(6):3452-3456.]、Y₂Si₂O₇晶须增强MoSi₂复合涂层[王雅琴,黄剑锋,曹丽云,吴建鹏.Y₂Si₂O₇晶须增强MoSi₂复合涂层的制备及性能.复合材料学报,2010,2(27):58-61.]。制备单一SiC涂层[陈呖,王成国,赵伟.两步法制备具有自愈合能力的纯SiC涂层.物理化学学报,2012,28(1):239-244]等。制备的复合涂层可以对裂纹起到自愈合作用，在高温下具有较好的防护能力。但是内外涂层之间的热膨胀系数的较大差异又进一步导致涂层中微裂纹的产生，一定程度上又降低了涂层的氧化保护能力。