[发明专利]一种抗氧化耐烧蚀C/C-ZrC碳陶复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种抗氧化耐烧蚀C/C-ZrC碳陶复合材料的制备方法，包括（1）碳纤维预制体的制备，（2）碳纤维预制体热处理，（3）纤维保护层的制备，（4）多孔C/C复合材料预制体的制备，（5）高温热处理，（6）熔渗合金的制备和反应熔渗制备C/C-ZrC碳陶复合材料等工艺步骤。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，碳纤维预制体的制备方法为：将碳纤维或碳纤维布采用针刺、碳布叠层穿刺、三维编织或多维整体编织的方式制备得到碳纤维预制体。碳纤维预制体的纤维体积分数为10-50%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对碳纤维预制体在真空度5.0×10^-2Pa-3Pa下于1200-1800^oC热处理1-4h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用化学气相沉积工艺或者溶胶-凝胶工艺在所述碳纤维预制体中碳纤维表面制备保护涂层，保护涂层为热解碳涂层，SiC涂层或者BN涂层，厚度为50-400nm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用化学气相沉积工艺或者聚合物浸渍裂解工艺增密带有保护涂层的碳纤维预制体得到多孔C/C复合材料预制体。浸渍所用聚合物为酚醛树脂、呋喃树脂或者沥青。多孔C/C复合材料预制体的密度控制在0.9-1.6g/cm³，孔隙率控制在15-55%。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以纯度分别大于99.5%的锆粉、硅粉和钽粉为原料，按照锆60-80份、硅10-15份、钽5-30份配制合金原料，采用电弧熔炼法或者感应熔炼法制备Zr-Si-Ta合金。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将Zr-Si-Ta合金与经过高温热处理的多孔C/C复合材料预制体置于石墨坩埚，在氩气气氛中以5-30^oC/min的加热速率加热到合金熔点以上50-250^oC，保温1-5h，随炉冷却。

8.根据权利要求1所述的制备方法，为进一步增加引入C/C-ZrC复合材料中耐高温含硅化合物和耐高温含钽化合物的含量，步骤（4）优选采用聚合物浸渍裂解工艺制备多孔C/C预制体，在浸渍用聚合物树脂中加入5-20份的硅粉、碳化硅粉、钽粉或者碳化钽粉，粉体的纯度大于99.5%，粒度为300-500目。

9.根据权利要求1-8，在C/C-ZrC碳陶复合材料基体内部同时引入高温含硅化合物和高温含钽化合物，制备得到抗氧化耐烧蚀C/C-ZrC碳陶复合材料。

10.权利要求9所述碳陶复合材料在航空航天抗氧化耐烧蚀领域应用。