本发明属于sicf/sic复合材料燃料包壳的界面层技术领域，具体涉及一种sicf/sic复合材料燃料包壳的界面层结构及制备方法。
背景技术：
sicf/sic复合材料结合了高性能sic纤维和sic基体各自的优势，具有高强度、低密度、耐高温、低化学活性等特点，是一种非常具有希望的高温结构材料，在国防、航空航天、能源等领域有着非常广阔的应用前景。在sicf/sic复合材料中，纤维和基体都已经确定，二者之间的界面就成为影响sicf/sic复合陶瓷材料性能的关键因素。界面本身与纤维、基体、工艺等密切相关。sicf/sic复合材料的界面是控制材料韧性一个关键因素，对界面进行改性是提高其性能的关键之一，通过纤维涂层可同时改善复合材料的强度和韧性。
sicf/sic复合材料最常用的是热解碳(pyrocarbon，pyc)层和bn(氮化硼)层，从力学角度看，pyc界面层可使复合材料表现出非线性力学行为，但其致命缺点是在高于800℃的氧化气氛中极易氧化，pyc界面层在高温氧化气氛中的应用也因此受到了限制。bn(氮化硼)与热解碳有相似的层状结构，bn却具有优异的抗氧化性能，bn在850℃开始氧化，氧化后生成的b2o3在高温下具有自愈合裂纹的能力，能够阻止氧原子进一步向材料内部弥散，显著提高纤维的抗氧化性能，从而延长复合材料在高温氧化气氛下的使用寿命。但硼元素在辐照条件会发生生成氦，不能作为包壳材料使用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种sicf/sic复合材料燃料包壳的界面层结构及制备方法，有效解决辐照条件下sicf/sic复合材料中单一pyc界面层不稳定的问题，提高材料的力学性能和界面稳定性。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种sicf/sic复合材料燃料包壳的界面层结构，由内向外依次为pyc、sic、pyc、sic界面层。
每一层界面层厚度为50nm～200nm。
一种sicf/sic复合材料燃料包壳的界面层结构的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将碳化硅纤维预制件依次放入丙酮、乙醇中超声清洗，在烘干箱烘干；
步骤二：将步骤一中处理好的预制件放入沉积炉中进行界面层制备：沉积炉抽真空，升温，依次通入氩气、甲烷气体，调节氩气和甲烷流量比例为1：(2-5)；
步骤三：停止通入甲烷，只通入氩气，再依次通入氢气，三氯甲基硅烷，氩气：氢气：三氯甲基硅烷的流量比为(5～10)：(5～10)：1；
步骤四：依次停止通入三氯甲基硅烷和氢气，通入氩气，通入甲烷，依照步骤二，沉积热解碳；
步骤五：重复步骤三，沉积碳化硅界面层，保温结束后，依次停止通入三氯甲基硅烷和氢气，持续通入氩气，随炉冷却至室温；
步骤六：将步骤五制备的带有复合界面层的碳化硅纤维预制件，放入沉积炉中通过化学气相渗透工艺进行致密化：沉积炉抽真空，升温，依次通入氩气，氢气，三氯甲基硅烷，氩气：氢气：三氯甲基硅烷的流量比为(5～10)：(5～10)：1，通入氩气，随炉冷却至室温，得到带有(pyc/sic)2复合界面层的sicf/sic复合材料。
所述的步骤一，清洗时间为30分钟，在烘干箱中120℃烘干30分钟。
所述的步骤二，沉积炉抽真空<1pa，以6℃/min～10℃/min的速度升温至1000℃～1200℃，依次通入氩气、甲烷气体，调节氩气和甲烷流量比例为1：(2-5)，沉积炉内压强为500pa～2000pa，保温3h～4h。
所述的步骤三，只通入氩气，持续0.5h～1h，依次通入氢气，三氯甲基硅烷，氩气：氢气：三氯甲基硅烷的流量比为(5～10)：(5～10)：1，沉积炉内压强为500pa～2000pa，保温3h～4h。
所述的步骤四，通入氩气，持续0.5h～1h。
所述的步骤六，放入沉积炉中通过化学气相渗透工艺进行致密化：沉积炉抽真空<1pa，以6℃/min～10℃/min的速度升温至1000℃～1200℃，依次通入氩气，氢气，三氯甲基硅烷，氩气：氢气：三氯甲基硅烷的流量比为(5～10)：(5～10)：1，沉积炉内压强为500pa～2000pa，沉积250h～450h，通入氩气，随炉冷却至室温，得到带有(pyc/sic)2复合界面层的sicf/sic复合材料。
本发明所取得的有益效果为：
本发明通过设计(pyc/sic)2复合界面层的结构和厚度，通过化学气相渗透工艺(cvi)一次性在碳化硅纤维预制件上制备出(pyc/sic)2复合界面层，再通过化学气相渗透工艺制备sicf/sic复合材料，本发明可以有效解决辐照条件下sicf/sic复合材料中单一pyc界面层不稳定的问题，提高材料的力学性能和界面稳定性。界面层适用于壁厚为0.5～2mm的sicf/sic复合材料包壳管。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
一种sicf/sic复合材料燃料包壳的界面层结构，内层为pyc界面层，由内向外依次为sic、pyc、sic界面层，每一层界面层厚度为50nm～200nm。
一种sicf/sic复合材料燃料包壳的界面层结构的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将碳化硅纤维预制件依次放入丙酮、乙醇中超声清洗，时间为30分钟，在烘干箱中120℃烘干30分钟。
步骤二：将步骤一中处理好的预制件放入沉积炉中进行界面层制备：沉积炉抽真空<1pa，以6℃/min～10℃/min的速度升温至1000℃～1200℃，依次通入氩气、甲烷气体，调节氩气和甲烷流量比例为1：(2-5)，沉积炉内压强为500pa～2000pa，保温3h～4h。
步骤三：停止通入甲烷，只通入氩气，持续0.5h～1h，依次通入氢气，三氯甲基硅烷，氩气：氢气：三氯甲基硅烷的流量比为(5～10)：(5～10)：1，沉积炉内压强为500pa～2000pa，保温3h～4h。
步骤四：依次停止通入三氯甲基硅烷和氢气，通入氩气，持续0.5h～1h，通入甲烷，依照步骤二，沉积热解碳。
步骤五：重复步骤三，沉积碳化硅界面层，保温结束后，依次停止通入三氯甲基硅烷和氢气，持续通入氩气，随炉冷却至室温。
步骤六：将步骤五制备的带有复合界面层的碳化硅纤维预制件，放入沉积炉中通过化学气相渗透工艺进行致密化：沉积炉抽真空<1pa，以6℃/min～10℃/min的速度升温至1000℃～1200℃，依次通入氩气，氢气，三氯甲基硅烷，氩气：氢气：三氯甲基硅烷的流量比为(5～10)：(5～10)：1，沉积炉内压强为500pa～2000pa，沉积250h～450h，通入氩气，随炉冷却至室温，得到带有(pyc/sic)2复合界面层的sicf/sic复合材料。
实施例
1)碳化硅纤维预制件管壁厚为1mm，将碳化硅纤维预制件依次放入丙酮、乙醇中超声清洗，时间为30分钟，在烘干箱中120℃烘干30分钟。
2)将1)中处理好的预制件放入沉积炉中进行界面层沉积：设备抽真空10-1pa，以10℃/min的速度升温至1100℃，依次通入氩气，甲烷气体，调节气体流量比例为1：4，沉积炉内压强为1000pa，保温4h。
3)停止通入甲烷，通入氩气，持续0.5h，依次通入氢气，三氯甲基硅烷(ch3sicl3)，ar：h2：ch3sicl3的比例为5：6：1，炉内压强为1000pa，保温3h。
4)依次停止通入ch3sicl3和h2，通入ar，持续0.5h，通入甲烷，依照步骤2)，再次沉积热解碳。
5)重复步骤3)，沉积碳化硅界面层，保温结束后，依次停止通入ch3sicl3和h2，持续通入ar，随炉冷却至室温。
6)将步骤5)制备的带有复合界面层的碳化硅纤维预制件，放入沉积炉中通过cvi工艺进行致密化：设备抽真空10-1pa，以10℃/min的速度升温至1100℃，依次通入氩气，氢气，三氯甲基硅烷，ar：h2：ch3sicl3的比例为5：5：1，炉内压强为1000pa，沉积300h，通入ar，随炉冷却至室温，得到带有(pyc/sic)2复合界面层的sicf/sic复合材料。