[发明专利]一种炭/炭复合材料的防氧化涂料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种炭/炭复合材料的防氧化涂料及其应用。 

背景技术

炭/炭复合材料当温度高于370℃便发生氧化反应，温度超过450℃就会显著氧化，致使材料的物理、化学及机械性能急剧劣化。而飞机正常着陆刹车的瞬间，刹车盘表面温度高达1000℃以上，体容温度达600℃～800℃，超载及紧急刹车体容温度可达800℃～1000℃。因此，用于飞机等重载制动用炭/炭复合材料刹车盘（下称炭盘）高温防氧化必然成为保证刹车安全的关键技术。 

多年来，国外飞机炭盘主要使用磷酸盐和硅酸盐两大类防氧化涂层。磷酸盐涂层的成分较简单，多以水为溶剂；硅酸盐涂层的成分较复杂，多使用有机粘结剂，以上两类涂层均具有较好的防氧化效果。中国专利号9011058.6中介绍了一种由氯化稀土改性硼硅酸盐、硼、硼化物、SiC、CeS₂以及酚醛树脂组成的飞机炭盘防氧化涂层。中国专利公开号CN1415669A中介绍了一种用于飞机炭盘的防氧化涂层及其涂布工艺，涂层是由预浸液（硼酸、磷酸及蒸馏水）和涂料（碳化硅、硼与硼化物、硅粉等）构成。以上两专利技术均不同程度地提高了炭盘的抗氧化能力，但其涂层的制备及涂布工艺较复杂，其高温抗氧化能力还需提高。中国专利公开号CN1544536A中介绍了一种以磷酸盐为主的炭/炭复合材料防氧化涂层，其中硅10％～15％，硼10％～15％，磷酸盐60％～70％，氧化铝5％～10％，虽然该配方比较简单，但低温及高温防氧化效果不是太理想。 

另外，中国专利公开号CN100410212C，一种炭/炭复合材料防氧化涂层，是一种复合涂层，主要成分为Al(OH)₃，Zn₃(PO₄)₂·4H₂O，Na₂B₄O₇·10H₂O，SiO₂，B等，经过两次处理后得到的炭/炭复合材料防氧化涂层，有较好的抗氧化效果，环保性好。这类复合涂层需要涂刷两次，热处理两次，生产周期长，提高了生产成本。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种炭/炭复合材料的防氧化涂料，以及采用该防氧化涂料制备炭/炭复合材料的防氧化涂层的方法，这种炭/炭复合材料的防氧化涂层的高温抗氧化能力更强，而且制备、涂布工艺更加简单。采用的技术方案如下： 

一种炭/炭复合材料的防氧化涂料，其特征在于所述防氧化涂料的各组成按重量百分比为：10～15%MoSi₂，5～10%B，10～15%B₂O₃，5～10%SiO₂，5～10%Al₂O₃，10～15%Zn₃(PO₄)₂，15～20%H₃PO₄，15～20%H₂O。

上述各组成所用到的粉料的粒度均小于45μm（微米），以确保能够充分、均匀混合。 

所述炭/炭复合材料的防氧化涂料的制备方法包括如下步骤： 

（1）、将Zn₃(PO₄)₂溶于磷酸；

（2）、将经H₂O（水）稀释后的MoSi₂、B、B₂O₃、Al₂O₃、SiO₂混合液倒入H₃PO₄（磷酸）中；

（3）、搅拌混合均匀，制成液态的防氧化涂料。

一种炭/炭复合材料的防氧化涂层的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 

（1）、采用上述防氧化涂料在炭/炭复合材料表面进行涂布，形成防氧化涂层；

（2）、在氮气保护下，将涂布有防氧化涂层的炭/炭复合材料放置在800℃～1000℃的环境下保温2～3小时；

（3）、在氮气保护下，降温后将涂布有防氧化涂层的炭/炭复合材料取出。

作为本发明的优选方案，所述步骤（3）中，涂布有防氧化涂层的炭/炭复合材料在降温到200℃以下取出。 

本发明的防氧化涂层与现有技术相比，具有如下优点：