一种炭/炭复合材料长时间高温抗氧化硅基复合涂层及制备和应用方法

摘要

本发明公开了一种炭/炭复合材料长时间高温抗氧化硅基复合涂层及制备和应用方法。其是在炭/炭复合材料表面上的复合涂层由里到外依次为：与基体炭/炭复合材料相结合的SiC连接层以及MoSi2-Si2N2O-CrSi2陶瓷层。其中，SiC层起到连接基体的作用，MoSi2-Si2N2O-CrSi2陶瓷层起到密封和阻氧的作用。其与基体结合牢固，无贯穿裂纹，能长时间抗高温氧化，完全能应用于制备航空发动机加力燃烧室材料。

主权项

一种炭/炭复合材料长时间高温抗氧化硅基复合涂层的制备方法，其特征在于， 是在炭/炭复合材料表面上由里到外依次制备连接层和陶瓷涂层；所述的连接层为包埋法制备的SiC层，所述的陶瓷涂层为刷涂法与气相反应法制备的MoSi2‑Si2N2O‑CrSi2的陶瓷层； 所述的包埋法制备连接层的具体步骤如下： 按照质量配比为：Si40‑75%、Al2O32‑13%、C8‑20%、SiC10‑38%称取Si粉、Al2O3粉、C粉，SiC粉，加入分散剂，球磨充分混匀后取出干燥后待用；最后，将炭/炭复合材料置于石墨坩埚中，并用混匀的粉末将其完全埋住，后将坩埚放入高温炉中，在1700℃‑2000℃下保温1.5‑3h； 所述的刷涂法与气相反应法制备MoSi2‑Si2N2O‑CrSi2陶瓷层的具体步骤如下： 按重量比为MoSi2：Cr：Si：C:Al2O3=20‑50：6‑20：30‑50：3‑11：2‑10混合，选用去离子水为溶剂，聚乙烯醇为粘结剂，固相混合粉末与粘结剂配比为1‑3g:20‑30mL；聚乙烯醇质量浓度为2~5%；配制浆料，将配好的浆料刷涂在清洗干净并干燥好的带有SiC连接层的炭/炭复合材料上，干燥，重复刷涂干燥3‑4次，最后是将刷涂并烘干后的试样放入真空碳管烧结炉中，在氮气气氛下，1200℃‑1600℃保温15~80min；烧结过程中引入N2和SiO，利用气相反应法制备Si2N2O； 所述的浆料的具体配置过程为：用超声波清洗器在无水乙醇中清洗烧杯，磁力搅拌器备用；干燥烧杯及固体原料；按照设定好的配比称取各种原料粉末倒入烧杯中，在磁力搅拌器上搅拌至少4h，直至粉料混合均匀。