SiC材料表面封装剂/修补剂及表面封装方法/修补方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种对CVI方法制备的SiC材料表面进行封装/修补的技术方法，主要用于处理SiC产品沉积完后表面出现大量杂色以及精加工后产品表面漏出纤维的情况。
【背景技术】
[0002]化学气相沉积方法主要工艺流程如下:将纤维预制体放入温度均一且无明显强制气体流动的反应室内，气态先驱体按一定比例进入反应炉并主要通过扩散作用渗入到多孔纤维预制体内，在纤维表面发生化学反应并原位沉积；在生成SiC固体产物的同时放出气体副产物，副产物从反应壁面上解附并借助于扩散传质进入主气流，随后排出沉积炉，完成气相沉积过程。
[0003]在CVI过程中，采用的反应物气体为CH3SiCl3 (MTS)，在沉积过程中，反应炉内生成的中间产物繁多，沉积条件的细小变化往往会导致沉积产物组成和形态都会发生显著的差异，使得产品表面出现各种杂色，影响产品的外观和性能；其次，通过CVI工艺生产出来的产品要对其进行粗加工和精加工的工序，在打磨过程中有时会出现打磨超差的现象，使得产品内部的纤维裸露在产品表面，产品表面出现多种颜色的条纹，影响产品的外观颜色一致性；另外，还有可能出现凹凸不平及孔洞。
[0004]解决杂色以及纤维漏出的传统方法是将加工好的产品放入到沉积炉中做一次CVISiC处理，该方法的的弊端在于耗时长、耗费大、沉积后产品厚度会增加需精加工等。
【发明内容】
[0005]为解决CVI方法制备的SiC材料表面杂色，凹凸不平、纤维露出的技术问题。本发明提供一种SiC材料表面封装剂/修补剂及表面封装方法/修补方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]SiC材料表面封装剂/修补剂，其特殊之处在于:包括硅粉或碳化硅粉、树脂胶以及稀释剂。
[0008]上述树脂胶为环氧树脂胶，所述稀释剂为酒精。
[0009]上述环氧树脂胶、酒精及硅粉的重量份为:
[0010]环氧树脂胶1-3份；
[0011]酒精2-8 份；
[0012]娃粉1_5。
[0013]上述环氧树脂胶I份；
[0014]酒精3-5 份；
[0015]硅粉1.5 份。
[0016]利用上述的封装剂/修补剂进行SiC材料表面封装/修补的方法，其特殊之处在于:包括以下步骤:
[0017]I】将硅粉或碳化硅粉、树脂胶以及稀释剂按照一定的配比混合均匀形成涂覆液；
[0018]2】将涂覆液涂抹到SiC产品表面。
[0019]上述步骤2】之后还包括:
[0020]3】将SiC产品烘干、打磨、清洗的步骤。
[0021 ] 上述步骤I】分两步进行:
[0022]1.1】将树脂胶与稀释剂加入到同一容器中，搅拌至半透明粘稠状后静置2-5分钟左右让残留在胶体内的气体挥发；
[0023]1.2】加入硅粉或碳化硅粉。
[0024]本发明的有益效果:
[0025](I)本发明选用了一种新型配方，能够更好的渗透到SiC材料气孔内，吸附在气孔表面，起到保护材料表面的作用。
[0026](2)本发明制备工艺简单，易于操作、反应周期短，有效提高生产效率、成本低廉。传统的CVI SiC方法需耗费一周左右的时间、每炉次耗费的资金近万元。而采用本方法仅需3?5h、耗费资金不足一百元、不会对产品产生任何不利影响。
【附图说明】
[0027]附图1给出了 SiC表面封装技术的制备工艺流程。
[0028]附图2给出了 SiC样品在封装前和封装后的成品对比图，其中图2(a)-封装前SiC材料样品，图2(b)-封装后的SiC材料样品。
【具体实施方式】
[0029]对材料进行表面涂覆以修复材料表面缺陷的方法由来已久，但对于SiC材料表面的修复，在很长一段时间内，都使用再次CVI沉积的方法进行表面修复。申请人对其进行了分析，发现主要存在以下原因:
[0030]1、表面涂覆有可能对SiC产品的后续使用造成影响，特别是当SiC产品在高温环境使用时；
[0031]2、表面涂覆后的外观能不能符合要求是个未知数；
[0032]3、表面的修复剂配方的选用。
[0033]本发明的目的是通过在SiC产品表面涂覆一层修复剂，以消除SiC材料表面缺陷。
[0034]本发明的SiC材料表面封装剂/修补剂，包括硅粉或碳化硅粉、树脂胶以及稀释剂，其中的树脂胶为环氧树脂胶或其它的树脂胶，稀释剂为酒精或酮类溶剂或其它即能够稀释树脂胶又能够溶解硅粉或碳化硅粉的溶剂。
[0035]本发明中环氧树脂胶、酒精、硅粉的重量百分比可选为I?3:2?8:1?5，优选为1:3?5:1.5，该质量配比为本发明的各组分的最佳配比，如果硅粉、树脂胶、酒精之间的配比大于该配比，致使涂覆在产品表面的颜色较深，有明显的处理痕迹，无法起到美观的作用；如果硅粉或碳化硅粉、树脂胶、酒精之间的配比小于该配比:这样导致涂覆的产品表面颜色较浅，无法起到去掉杂色保护纤维的作用。
[0036]本发明中选择使用的树脂胶起到粘结的作用，采用的是化学的方法粘结。具体流程如下:
[0037]1、将硅粉或碳化硅粉、树脂胶以及稀释剂按照一定的配比混合均匀形成涂覆液；
[0038]2、涂胶:在SiC产品表面涂搅拌均匀的溶液适量，即有少量溢出为宜。
[0039]3、清理:对溢出的涂覆液，在未干之前及时用干净棉纱清理干净，并多次清理，直到没溢出为止。
[0040]4、烘干:将产品置于烘箱中，设定为80?100度，烘干I?2h。
[0041]5、打磨:打磨产品表面，表面见光，保证手摸无明显凹凸点。
[0042]因为液体状态的树脂胶先和稀释剂混合搅拌时，团聚状态的树脂胶溶液能够充分融入液体稀释剂中，变成较小的分子状态，再加入粉体进行混合时，能够将树脂胶溶液和粉体混合均匀；如果先将树脂胶和粉体进行混合，粘性的树脂液体表面会粘一层粉体，再倒入稀释剂时，需要长时间的搅拌才能将其混合均匀。前者大大缩短了配方花费的时间。因此，本发明的步骤I分以下两步进行:
[0043]1.1、配胶:树脂胶与稀释剂重量比例按3?5:1配置于同一容器内，进行搅拌至半透明粘稠状后静置2-5分钟左右让残留在胶体内的气体挥发。
[0044]1.2、配涂覆液:将配好的胶、硅粉按照比例混合、搅拌5-10min。
[0045]下面结合实例对本发明的实施作进一步的描述。
[0046]实施例:
[0047]以方喷管为例，对本发明的实施过程加以说明:选用三维针刺的方法制备的方喷管预制体，将其放入CVI沉积炉中进行沉积，得到具有一定强度的方喷管产品，将制得的产品进行初、精加工，对加工完的方喷管进行超声波清洗，清洗条件为在酒精下清洗lh，将喷管内部孔的杂志清洗干净。将清洗完的喷管放入烘箱中烘干，烘箱温度为100°C、时间为Iho然后，按照实验方案配制出涂覆液，将涂覆液均匀的涂抹、并烘干、打磨得到表面光滑、无杂色、无纤维漏出的产品。
[0048]对表面进行了修复后的产品进行力学性能及抗烧蚀性能的检测，检测结果表明，采用本发明的修复剂及修复方法修复的产品性能能够满足要求。
【主权项】
1.SiC材料表面封装剂/修补剂，其特征在于:包括硅粉或碳化硅粉、树脂胶以及稀释剂。
2.根据权利要求1所述的SiC材料表面封装剂/修补剂，其特征在于:所述树脂胶为环氧树脂胶，所述稀释剂为酒精。
3.根据权利要求2所述的SiC材料表面封装剂/修补剂，其特征在于:环氧树脂胶、酒精及硅粉的重量份为: 环氧树脂胶1-3份； 酒精2-8份； 娃粉1_5份。
4.根据权利要求3所述的SiC材料表面封装剂/修补剂，其特征在于: 环氧树脂胶I份； 酒精3-5份； 娃粉1.5份。
5.利用权利要求1-4之任一权利要求所述的封装剂/修补剂进行SiC材料表面封装/修补的方法，其特征在于:包括以下步骤: . 1】将硅粉或碳化硅粉、树脂胶以及稀释剂按照一定的配比混合均匀形成涂覆液； . 2】将涂覆液涂抹到SiC产品表面。
6.根据权利要求5所述的SiC材料表面封装/修补的方法，其特征在于:步骤2】之后还包括: 3】将SiC产品烘干、打磨、清洗的步骤。
7.根据权利要求5或6所述的SiC材料表面封装/修补的方法，其特征在于:所述步骤I】分两步进行: .1.1】将树脂胶与稀释剂加入到同一容器中，搅拌至半透明粘稠状后静置，让残留在胶体内的气体挥发； .1.2】加入硅粉或碳化硅粉。
【专利摘要】本发明公开了一种SiC材料表面封装剂/修补剂及封装方法/修补方法，将树脂胶与酒精、硅粉按一定比例混合配置的涂覆液涂覆在SiC材料表面，在其表面形成一层保护膜，可提高产品表面的光洁度和平整度。该方法解决了SiC产品表面凹凸不平、杂色较多、表面纤维易损伤等问题。
【IPC分类】C04B41-85
【公开号】CN104876644
【申请号】CN201510256933
【发明人】王鹏, 李华民, 邬国平, 左新章
【申请人】西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月19日