[发明专利]一种在碳纤维预制体表面制备氮化硅涂层的方法

权利要求书

1.一种在碳纤维预制体表面制备氮化硅涂层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将连续碳纤维制成碳纤维预制体，将制备的碳纤维预制体置于高温炉中，在惰性气体保护下，温度为2300℃～2400℃的条件下热处理1h～3h，然后随炉冷却；

步骤二、将步骤一中冷却后的碳纤维预制体置于高温炉中，在惰性气体保护下，温度为2000℃～2200℃的条件下热处理1h～3h，然后随炉冷却；

步骤三、将步骤二中冷却后的碳纤维预制体增密至密度为1.2g/cm³～1.5g/cm³；

步骤四、将氮化硅粉和氮化硼粉加入酚醛树脂胶液中，混合均匀，得到悬浮液；

步骤五、将步骤四中所述悬浮液喷涂或刷涂于步骤三中增密后的碳纤维预制体表面形成涂层，晾干后置于烘箱中固化；

步骤六、将步骤五中固化后的碳纤维预制体置于高温炉内，在氮气或惰性气体保护下烧结，随炉冷却得到表面具有氮化硅涂层的碳纤维预制体；所述烧结的过程为：在升温速率为5℃/h～100℃/h的条件下升温至900℃～1500℃，保温2h～6h，然后在升温速率为50℃/h～200℃/h的条件下升温至2000℃～2500℃，保温2h～6h。

2.根据权利要求1所述的一种在碳纤维预制体表面制备氮化硅涂层的方法，其特征在于，步骤三中所述增密的方法为：采用碳源气体对炭纤维预制体进行化学气相渗透；然后将经化学气相渗透后的炭纤维预制体用酚醛树脂进行压力浸渍后置于炭化炉中炭化。

3.根据权利要求2所述的一种在碳纤维预制体表面制备氮化硅涂层的方法，其特征在于，所述碳源气体为丙烯或天然气，碳源气体流量为50L/min～200L/min，化学气相渗透的温度为900℃～1100℃，保温时间为30h～60h。

4.根据权利要求2所述的一种在碳纤维预制体表面制备氮化硅涂层的方法，其特征在于，所述压力浸渍的压力为1.0MPa～2.5MPa，保压时间为0.5h～5h。

5.根据权利要求2所述的一种在碳纤维预制体表面制备氮化硅涂层的方法，其特征在于，所述炭化的温度为900℃～1000℃，保温时间为2h～5h。

6.根据权利要求1所述的一种在碳纤维预制体表面制备氮化硅涂层的方法，其特征在于，步骤四中所述氮化硅粉、氮化硼粉和酚醛树脂胶液的质量比为2:1:10。

7.根据权利要求1所述的一种在碳纤维预制体表面制备氮化硅涂层的方法，其特征在于，步骤五中所述固化的温度为200℃～300℃，时间为1h～2h。

8.根据权利要求1所述的一种在碳纤维预制体表面制备氮化硅涂层的方法，其特征在于，步骤六中所述烧结的过程为：在升温速率为20℃/h的条件下升温至1200℃，保温4h，然后在升温速率为100℃/h的条件下升温至2300℃，保温4h。