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一種氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層及其制備方法與流程

文檔序號:12239747閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層,其特征在于:所述復(fù)合涂層包括氮化硼層和碳化硅層;所述氮化硼層的層數(shù)為n,且第一層氮化硼包覆在纖維或纖維預(yù)制體上;所述碳化硅層的層數(shù)為m;且第一層碳化硅包覆在第一層氮化硼上;所述n、m均為整數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層,其特征在于:第j層氮化硼與第j+1層氮化硼之間設(shè)有碳化硅層;所述j+1為正整數(shù),且小于等于n。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層,其特征在于:所述n為1-5中任意一個整數(shù),所述m的取值等于n。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層,其特征在于:單層氮化硼+單層碳化硅的厚度為180-210nm。

5.一種制備權(quán)利要求1-4任意一項所述氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層的方法,其特征在于包括下述步驟:

步驟一

將經(jīng)過表面預(yù)處理的纖維或纖維預(yù)制體置于溶液A中,超聲浸漬并烘干,得到物質(zhì)B,所述溶液A中含有硼酸、尿素;

步驟二

將步驟一所得物質(zhì)B置于溶液C中,超聲浸漬并烘干,得到物質(zhì)D,所述溶液C中含有聚碳硅烷;

步驟三

將物質(zhì)D置于爐中,在保護(hù)氣氛下于1000℃-1500℃進(jìn)行裂解,得到氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于:

纖維或纖維預(yù)制體的表面預(yù)處理是通過下述方案制備的;

將纖維或纖維預(yù)制體放入真空爐中,升溫到800℃并保溫30min,去除其表面的上膠劑;得到表面清潔干燥的纖維或纖維預(yù)制體。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于:

步驟一中,將經(jīng)過預(yù)處理的纖維或纖維預(yù)制體置于溶液A中,超聲浸漬0.5-5小時后在30-100℃干燥10-48小時,得到物質(zhì)B,所述溶液A中含有硼酸、尿素、乙醇和水;

步驟二中,將步驟一所得物質(zhì)B置于溶液C中,超聲浸漬0.5-5小時后在30-150℃干燥 6-48小時,得到物質(zhì)D;所述溶液C中含有聚碳硅烷、二甲苯和二乙烯基苯;

步驟三中,將物質(zhì)D置于爐中,在氮氣氣氛下,以0.1-10℃/min的升溫速率升溫1000℃-1500℃進(jìn)行裂解,并保溫1min-180min,隨爐冷卻降溫后,得到氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于:

所述所述溶液A中硼酸的濃度為0.2-0.8mol/L;所述硼酸與尿素的摩爾比為;硼酸:尿素=1:1-5;所述溶液A中乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1-60%;

所述溶液C中聚碳硅烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-35%;所述溶液C中二甲苯和二乙烯基苯質(zhì)量之比為1:0.2-2。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于:步驟四所得氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層通過循環(huán)浸漬溶液A、干燥、浸漬溶液B、干燥和裂解的步驟,可以得到氮化硼層與碳化硅層交替分布的氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層。

10.根據(jù)權(quán)利要求6-9任意一項所述的一種氮化硼/碳化硅復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于:在碳纖維上依次制備BN涂層和SiC涂層,得到Cf-BN-SiC,所述氮化硼/碳化硅涂層改性碳纖維的起始氧化溫度為755-785℃,將碳纖維的起始氧化溫度提高65-75%;

在三維碳纖維預(yù)制體上依次制備BN涂層和SiC涂層,經(jīng)后續(xù)工藝制備得Cf-BN-SiC/SiC復(fù)合材料,所述BN-SiC涂層厚度為550-600nm,其抗彎強度較無涂層界面的Cf/SiC復(fù)合材料提高30-40%。

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