在碳/碳复合材料表面制备碳化硅-焦硅酸镱复合涂层的方法

摘要

本发明公开了一种在碳/碳复合材料表面制备SiC-Yb2Si2O7复合涂层的方法，用于解决现有技术方法制备的SiC/Yb2SiO5高温抗氧化复合涂层防氧化时间短的技术问题。该方法先在碳/碳复合材料制备SiC内涂层，再制备Yb2Si2O7粉体，采用超音速等离子喷涂设备将Yb2Si2O7粉料喷涂到带SiC内涂层的碳/碳复合材料表面形成外涂层。由于采用超音速等离子喷涂法制备的Yb2Si2O7涂层均匀、致密度高、与包埋法制备的碳化硅内涂层具有较高的结合力，SiC-Yb2Si2O7复合涂层在1500℃静态空气中有效保护碳/碳复合材料的时间由背景技术的25小时提高到430～500小时。

主权项

一种在碳/碳复合材料表面制备SiC‑Yb2Si2O7复合涂层的方法，其特征在于包括下述步骤：(a)将碳/碳复合材料打磨抛光，在无水乙醇中超声清洗20～40min后，110～130℃烘干；(b)分别称取为65～85％的Si粉，10～25％的C粉，5～10％的Al2O3粉，置于球磨罐中，混合、球磨处理1～3h，制成包埋粉料；取所述包埋粉料的一半放入石墨坩埚，放入经步骤(a)处理的碳/碳复合材料，再放入另一半包埋粉料覆盖，加上石墨坩埚盖；将石墨坩埚放入立式真空炉中，抽真空后，以5～10℃/min升温速度将炉温升至1900～2300℃，保温1～3h，关闭电源自然降温，整个过程通氩气保护，氩气流量是1～3L/min，得到带SiC内涂层的碳/碳复合材料；(c)将Yb2O3粉与SiO2粉按Yb2O3∶SiO2(mol％)配料进行球磨混合，其中SiO2粉过量24～30％，混合料装入Al2O3坩埚中，将Al2O3坩埚放入马弗炉中，升温至1500～1600℃，保温10～15h后取出，球磨30～120min、并过300目筛，制得Yb2Si2O7粉料；(d)采用超音速等离子喷涂设备将Yb2Si2O7粉料喷涂到带SiC内涂层的碳/碳复合材料表面，超音速等离子体发生器以氢气和氩气为工作气体，其中氩气流量为78.6～92.2L/min，氢气流量为19.2～32.1L/min，工作电压为109～135V，工作电流为400～428A，喷枪口到基底材料的距离为60～80mm；喷涂完成后放入马弗炉，升温至1450～1550℃，保温4～8h后取出，即在碳/碳复合材料表面制得SiC‑Yb2Si2O7复合涂层。