一种耐高温3Al2O3‑2SiO2‑SiBNC碳纤维复合涂层的制备方法与流程

文档序号:11938347阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种耐高温3Al2O3-2SiO2-SiBNC碳纤维复合涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1):预处理碳纤维:首先将碳纤维在氮气气氛的管式炉中热处理,然后将热处理后的碳纤维在硝酸中浸泡刻蚀,将刻蚀后的碳纤维在偶联剂中浸泡备用;

步骤2):制备溶胶:用HCI调节蒸馏水的PH,剧烈搅拌下缓慢滴入正硅酸乙酯和无水乙醇的混合溶液,得到稳定透明的SiO2溶胶;再向SiO2溶胶中缓慢滴加硝酸铝和浓硝酸的混合溶液,得到稳定透明的3Al2O3-2SiO2溶胶;

步骤3):将SiBNC陶瓷粉末通过磁力搅拌均匀的分散在3Al2O3-2SiO2溶胶中;

步骤4):碳纤维浸渍涂层:将预处理后的碳纤维在步骤3)所得的溶胶中超声波振动浸渍后静置,取出碳纤维在干燥烘箱中干燥,反复操作得到涂层后的碳纤维;

步骤5):碳纤维涂层的高温裂解:在氮气氛围中,将涂层后的碳纤维在管式炉中高温裂解,最后得到耐高温的3Al2O3-2SiO2-SiBNC碳纤维复合涂层。

2.如权利要求1所述的耐高温3Al2O3-2SiO2-SiBNC碳纤维复合涂层的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中碳纤维热处理条件是在400-600℃的管式炉中处理2-6h;碳纤维刻蚀是在浓度为30-70%的硝酸中浸泡2-6h;碳纤维偶联是在浓度为1-3wt%的偶联剂中,在20-80℃的条件下处理2-6h,偶联剂采用硅烷偶联剂KH550。

3.如权利要求1所述的耐高温3Al2O3-2SiO2-SiBNC碳纤维复合涂层的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中用HCI调节蒸馏水的PH,是将蒸馏水的PH调节至2-4;所述浓硝酸采用摩尔浓度为1-3%的浓硝酸;制备SiO2溶胶所需的搅拌时间为12-24h,制备3Al2O3-2SiO2溶胶所需的搅拌时间为8-24h。

4.如权利要求1所述的耐高温3Al2O3-2SiO2-SiBNC碳纤维复合涂层的制备方法,其特征在于,所述步骤3)中SiBNC陶瓷粉末使用前经球磨,其颗粒尺寸为50-100nm,所配置溶胶中SiBNC陶瓷粉末的固含量为5-30%。

5.如权利要求1所述的耐高温3Al2O3-2SiO2-SiBNC碳纤维复合涂层的制备方法,其特征在于,所述步骤4)中在超声波振动中浸渍涂层是在30-90℃的水浴中浸渍涂层0.5-1.5h;在烘箱中干燥是在30-90℃的烘箱中干燥20-60min。

6.如权利要求1所述的耐高温3Al2O3-2SiO2-SiBNC碳纤维复合涂层的制备方法,其特征在于,所述步骤5)中涂层的高温裂解是在温度为800-1200℃的管式炉中高温裂解2-6h,所得到的复合涂层的厚度为400nm-1000nm。

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