[发明专利]碳/碳复合材料表面镶嵌SiC-ZrB2

权利要求书

1.一种碳/碳复合材料表面镶嵌SiC-ZrB₂-ZrSi₂复合抗氧化涂层的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将C/C复合材料于马弗炉中预氧化；

步骤2：以质量分数计，按照60wt％-80wt％的ZrB₂粉体和20wt％-40wt％的ZrSi₂粉体，分散于异丙醇中配制成悬浮液，将悬浮液超声处理后搅拌均匀，得悬浮液A；所述ZrB₂及ZrSi₂粉体进行干法球磨；所述悬浮液中异丙醇浓度为5-30g/L；

步骤3：向悬浮液A中加入碘单质得混合物，然后加热搅拌得悬浮液B；所述加入的碘单质在悬浮液B中的浓度为1-5g/L；

步骤4：将悬浮液B倒入水热釜内，接着将预氧化后的C/C复合材料夹在水热釜内的阴极夹上，阳极为石墨，然后将水热釜密封后放入烘箱中，将水热釜的阴阳两极与直流恒压电源连接并进行水热电泳沉积；所述沉积过程中：控制烘箱温度为80-150℃，电源电压100-180V，电泳时间5-30min；

步骤5：然后在烘箱中干燥即得具有ZrB₂-ZrSi₂涂层的C/C复合材料；

步骤6：将步骤5得到的具有ZrB₂-ZrSi₂涂层的C/C复合材料包埋于混合粉体中，密封石墨坩埚，然后将其放入高温石墨化炉中在氩气保护下进行热处理，之后随炉冷却；所述热处理制度为：温度1873-2373K，处理时间2-6h，升温速率5-10K/min；所述混合粉体的质量分数为：60wt％-80wt％的Si粉、15wt％-25wt％的C粉和5wt％-15wt％的Al₂O₃粉；

高温热处理结束后，从石墨坩埚内取出得到碳/碳复合材料表面镶嵌SiC-ZrB₂-ZrSi₂复合抗氧化涂层。

所述步骤2的ZrB₂和ZrSi₂粉体的粒径为1-5μm；

所述步骤2中ZrB₂和ZrSi₂粉体的干法球磨时间为24-48h。

2.根据权利要求1所述碳/碳复合材料表面镶嵌SiC-ZrB₂-ZrSi₂复合抗氧化涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤1中C/C复合材料预氧化的温度为600-900℃，预氧化时间为3-10min。

3.根据权利要求1所述碳/碳复合材料表面镶嵌SiC-ZrB₂-ZrSi₂复合抗氧化涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤2中超声处理具体为：将悬浮液放入超声波发生器中震荡30-90min；搅拌处理具体为：采用磁力搅拌6-24h。

4.根据权利要求1所述碳/碳复合材料表面镶嵌SiC-ZrB₂-ZrSi₂复合抗氧化涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤3中加热搅拌为：在60-150℃的温度下磁力搅拌2-8h。

5.根据权利要求1所述碳/碳复合材料表面镶嵌SiC-ZrB₂-ZrSi₂复合抗氧化涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤5的干燥温度为50-100℃，干燥时间为2-4h。

6.根据权利要求1所述碳/碳复合材料表面镶嵌SiC-ZrB₂-ZrSi₂复合抗氧化涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤6中混合粉体的混合研磨时间为60min。

7.根据权利要求1所述碳/碳复合材料表面镶嵌SiC-ZrB₂-ZrSi₂复合抗氧化涂层的制备方法，其特征在于：所述异丙醇的纯度≥99.8％。

8.根据权利要求1所述碳/碳复合材料表面镶嵌SiC-ZrB₂-ZrSi₂复合抗氧化涂层的制备方法，其特征在于：所述单质碘的纯度≥99.7％。