一种涂层增强C/SiC复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种涂层增强C/SiC复合材料的制备方法，技术方案是：在C/SiC复合材料试样表面涂覆浆料涂层，有助于填充由预制体结构残留的孔隙和CVI瓶颈工艺造成的孔隙，提高复合材料致密性，并能有效缓解C/SiC复合材料与SiC保护层之间的模量失配，提高复合材料的强韧性。与现有技术C/SiC复合材料相比，二维SiC晶须涂层增强C/SiC复合材料室温下弯曲强度为480-502MPa，二维SiC颗粒涂层增强C/SiC复合材料室温下弯曲强度为440-470MPa，二维(SiC晶须+SiC颗粒)涂层增强C/SiC复合材料室温下弯曲强度为485-515MPa。通过控制沉积时间控制PyC和SiC基体和保护层的厚度，通过控制浆料粘度和涂覆次数控制浆料涂层厚度，实现复合材料结构控制。

主权项

一种涂层增强C/SiC复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1制备SiC浆料：步骤a1：以体积分数为20～30%酒精作为溶液，与SiC湿混球磨30～60min，烘干得到粉体；步骤b1：将粉体总体积分数为10～20%，乙醇和丙酮为溶剂体积分数分别为30～40%和20～30%，磷酸三乙酯为分散剂2～3%，进行混合后球磨3～5h；步骤c1：再加入聚乙烯醇缩丁醛PVB粘结剂体积分数为3～4%，邻苯二甲酸二辛酯增塑剂体积分数2～3%，继续球磨5～7h；然后真空除气泡20～30min，制得稳定浆料；步骤2制备涂层增强C/SiC复合材料：步骤2a：用碳纤维二维叠层编制预制体，纤维体积百分数为30～40%；步骤2b：以丙稀为源物质，氩气为稀释气体，采用化学气相浸渗法在碳纤维预制体表面沉积PyC界面层，沉积温度为900～1000℃，沉积时间为100～200h；步骤2c：在温度1600～1800℃条件下，保温1～3h进行热处理；步骤2d：采用化学气相浸渗法沉积SiC基体，沉积条件如下：三氯甲基硅烷为源物质，氩气为稀释气体，氢气为载气，氢气和三氯甲基硅烷的摩尔比为10:1，沉积温度为1000～1100℃，沉积时间320～400h，形成C/SiC复合材料；步骤3：在C/SiC复合材料表面涂覆SiC浆料涂层，采用化学气相沉积法在C/SiC复合材料表面沉积SiC保护层，沉积条件如下：三氯甲基硅烷为源物质，氩气为稀释气体，氢气为载气，氢气和三氯甲基硅烷的摩尔比为10:1，沉积温度为1000～1100℃，沉积时间80～100h，得到涂层增强C/SiC复合材料。