用于C/SiC复合材料的高温抗氧化涂层材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高温抗氧化涂层材料技术，尤其涉及一种用于C/SiC复合材料的高温抗氧化涂层材料。
【背景技术】
[0002]飞行器高温氧化部位通常使用C/SiC复合材料，如高超声速飞行器、再入飞行器以及临近空间飞行器的前缘、被动热防护面板以及发动机燃烧室等高温氧化部位，而未经过抗氧化改性处理的C/SiC复合材料长时抗氧化温度不超过1650°C，当温度超过此温度时，C/SiC复合材料基体和纤维迅速氧化损耗，材料力学性能急剧下降，因此，在C/SiC复合材料表面制备抗氧化、耐冲刷的涂层材料是提高复合材料使用温度的有效手段。目前，普遍使用化学气相沉积和等离子喷涂技术制备用于航天器的抗氧化涂层材料，这两种过程在飞行器发射前经过高温、高压等过程直接将涂层材料涂布在飞行器表面，但这两种技术都需要投入精密复杂的大型设备，成本高、操作复杂，且涂层一旦制备完成后，其修复修补将变得及其困难，甚至根本无法实现。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种用于C/SiC复合材料的高温抗氧化涂层材料，能够有效解决目前飞行器耐高温抗氧化涂层成本高、操作复杂，修复修补困难的问题。
[0004]具体解决技术方案为:
[0005]一种用于C/SiC复合材料的高温抗氧化涂层材料，由以下化合物及重量配比组成:硼酚醛12至14份，一碳化四硼3至5份，三硅化七锆合金粉84至86份，碳化硅粉I至3份，碳化锆粉2至4份，二硼化一锆粉2至4份，无水乙醇15至21份。
[0006]本发明实施例提供的用于C/SiC复合材料的高温抗氧化涂层材料，一方面涂层中存在并生成ZrC、ZrBjP SiC三种陶瓷组分，三者形成了一个较合适的比例含量，使其在高温氧化环境下生成的Zr02、S1jP ZrS14^形成一种致密、稳定且与基材具有较高结合强度的混合物，这种混合物能够有效阻挡氧气的渗透进入，从而保护内部的材料不被氧化，因此具有非常优良的抗氧化性能；另一方面，该涂层中含有硼酚醛、碳化硼(B4C)和Zr7Si^金粉三种活性成分，使涂层在高温使用过程中会原位反应生成ZrC、ZrBjP SiC以及其相应的氧化产物，实现其良好的高温抗氧化性能，可以说涂层制备所需的高温处理工序是在使用中完成的，因此在构件使用之前，涂层缺损的修补不需要再回炉进行高温处理，涂层修补简单方便。因此，该涂层材料具有超高温(> 2000°C )抗氧化性能好、成本低、制备简单以及易于修补的显著优点。
【具体实施方式】
[0007]下面将对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。
[0008]本发明实施例提供一种用于C/SiC复合材料的高温抗氧化涂层材料，由以下化合物及重量配比组成:硼酚醛12至14份，一碳化四硼3至5份，三硅化七锆合金粉84至86份，碳化硅粉I至3份，碳化锆粉2至4份，二硼化一锆粉2至4份，无水乙醇15至21份。
[0009]下面提供几个具体实施例及实验数据:
[0010]实施例1
[0011]称取12克硼酚醛，3/克碳化硼(B4C)粉，84克Zr7Si3合金粉，I克SiC粉，2克ZrC粉，2克ZrB2粉，15克无水乙醇，混合均匀即得高温抗氧化涂层材料。
[0012]实施例2
[0013]称取13克硼酚醛，4克碳化硼(B4C)粉，85克Zr7Si3合金粉，2克SiC粉，3克ZrC粉，3克ZrB2粉，18克无水乙醇，混合均匀即得高温抗氧化涂层材料。
[0014]实施例3
[0015]称取14克硼酚醛，5克碳化硼(B4C)粉，86克Zr7Si3合金粉，3克SiC粉，4克ZrC粉，4克ZrB2粉，21克无水乙醇，混合均匀即得高温抗氧化涂层材料。
[0016]对使用了实施例3制备的涂层材料的C/SiC复合材料平板进行了 Tt2500K/Pt0.6MPa/Ma0.6状态电弧风洞的600秒考核试验，试验后线烧蚀量仅有0.0lmm,实施例1、实施例2实验结果类似，此处不再赘述，具有很好的耐高温、抗氧化效果。
[0017]本发明实施例提供的用于C/SiC复合材料的高温抗氧化涂层材料，，一方面涂层中存在并生成ZrC、ZrBjP SiC三种陶瓷组分，三者形成了一个较合适的比例含量，使其在高温氧化环境下生成的Zr02、S1jP ZrS14^形成一种致密、稳定且与基材具有较高结合强度的混合物，这种混合物能够有效阻挡氧气的渗透进入，从而保护内部的材料不被氧化，因此具有非常优良的抗氧化性能；另一方面，该涂层中含有硼酚醛、碳化硼(B4C)和Zr7Si3合金粉三种活性成分，使涂层在高温使用过程中会原位反应生成ZrC、ZrBjP SiC以及其相应的氧化产物，实现其良好的高温抗氧化性能，可以说涂层制备所需的高温处理工序是在使用中完成的，因此在构件使用之前，涂层缺损的修补不需要再回炉进行高温处理，涂层修补简单方便。因此，该涂层材料具有超高温(> 2000°C )抗氧化性能好、成本低、制备简单以及易于修补的显著优点。
[0018]如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。
[0019]应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。
[0020]这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
[0021]本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。
【主权项】
1.一种用于C/SiC复合材料的高温抗氧化涂层材料，其特征在于，由以下化合物及重量配比组成:硼酚醛12至14份，一碳化四硼3至5份，三硅化七锆合金粉84至86份，碳化硅粉I至3份，碳化锆粉2至4份，二硼化一锆粉2至4份，无水乙醇15至21份。
【专利摘要】本发明实施例提供的用于C/SiC复合材料的高温抗氧化涂层材料，涉及高温抗氧化涂层材料技术，由以下化合物及重量配比组成：硼酚醛12至14份，一碳化四硼3至5份，三硅化七锆合金粉84至86份，碳化硅粉1至3份，碳化锆粉2至4份，二硼化一锆粉2至4份，无水乙醇15至21份。能够有效解决目前飞行器耐高温抗氧化涂层成本高、操作复杂，修复修补困难的问题。主要用于耐高温、抗氧化涂层。
【IPC分类】C04B41-85
【公开号】CN104529535
【申请号】CN201410597033
【发明人】于新民, 王涛, 刘俊鹏, 孙同臣, 詹万初, 裴雨辰
【申请人】航天特种材料及工艺技术研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年10月31日