[发明专利]SiC纳米线增韧ZrB2-SiC高温抗烧蚀复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种SiC纳米线增韧ZrB₂-SiC高温抗烧蚀复合涂层，其特征在于包括内涂层和外涂层；所述内涂层为SiC，外涂层为SiC纳米线增韧ZrB₂-SiC复合涂层。

2.一种权利要求1所述SiC纳米线增韧ZrB₂-SiC高温抗烧蚀复合涂层的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将C/C复合材料打磨抛光后清洗，在65～80℃烘干温度下烘干；

步骤2：制备SiC内涂层

将重量份为70～85的Si粉，10～20的C粉，和3～10的Al₂O₃粉混合，置于松脂球磨罐中球磨混合处理2～4小时得到混合粉料；

将混合粉料的一半放入石墨坩埚中，混合粉料上置于烘干后的C/C复合材料，再放入另一半包埋粉料将C/C复合材料试样覆盖；

将石墨坩埚放入石墨为发热体的热压真空反应炉中，对真空炉进行真空处理，使真空度达到-0.09MPa，通Ar气至常压，以5～10℃/min升温速度将炉温从室温升至2000～2200℃，保温1～3小时；关闭电源自然冷却至室温，整个过程中通Ar气保护，得到表面有SiC内涂层的C/C复合材料；

步骤3：制备SiC纳米线

将重量份为10～20的Si粉，15～30的C粉，55～75的SiO₂粉，置于松脂球磨罐中球磨混合处理2～4小时；

将粉料放入石墨坩埚中，粉料厚度为石墨坩埚深度的1/5；再将表面有SiC内涂层的C/C复合材料用3K炭纤维捆绑后悬挂在石墨坩埚内粉料表面的上方；

将石墨坩埚放入真空反应炉中，对真空炉进行真空处理，使真空度达到-0.09MPa，通氩气至常压，以5～10℃/min升温速度将炉温从室温升至1600～1700℃，保温1～3小时；随后关闭电源自然冷却至室温，得到在SiC内涂层表面生长有SiC纳米线的C/C复合材料；

整个过程中通氩气保护；

步骤4：等离子喷涂法制备ZrB₂-SiC外涂层

造粒：将重量份为75～85的ZrB₂粉，15～25的SiC粉置于松脂球磨罐中，球磨混合处理2～4小时得到混合粉末；将混合粉末与含3%聚乙烯醇溶液按质量比为1:1混合，通过喷雾造粒机喷雾造粒，再在烘干温度为65～80℃中烘干，得到造粒粉；

采用等离子喷涂装置将造粒粉喷至步骤3得到的SiC内涂层表面生长有SiC纳米线的C/C复合材料上，在C/C复合材料上得到SiC纳米线增韧ZrB₂-SiC高温抗烧蚀复合涂层；

等离子喷涂工艺参数如下：

喷涂直流电流：350～450A；喷涂直流电压：120～150V；主气流量：75～85L/min；辅气流量：4.5～5.5L/min；送粉速率：20～40g/min；喷涂距离：80～100mm；

喷涂过程为多次喷涂。

3.根据权利要求2所述SiC纳米线增韧ZrB₂-SiC高温抗烧蚀复合涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤4中的造粒过程中，用200～300目的钢筛过筛喷雾造粒得到过筛粉末，再将粉末置于温度为65～80℃的烘箱中烘干，得到造粒粉。

4.根据权利要求2所述SiC纳米线增韧ZrB₂-SiC高温抗烧蚀复合涂层的制备方法，其特征在于：所述多次喷涂为15～20次。

5.根据权利要求2所述SiC纳米线增韧ZrB₂-SiC高温抗烧蚀复合涂层的制备方法，其特征在于：所述等离子喷涂中的主气流为Ar气，辅气流为H₂气。