本發(fā)明涉及一種超高溫抗燒蝕C/C-SiC-ZrB2智能復(fù)合材料,屬于化工材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
超高溫材料是指在應(yīng)力、氧化等授嚴(yán)苛的環(huán)境,以及約在2000℃超高溫狀態(tài)下仍能照常使用的最耐熱的高級(jí)材料。
C/C復(fù)合材料具有重量輕、比強(qiáng)度高、比剛度高、模量高、熱膨脹系數(shù)低、高溫下強(qiáng)度高、良好的燒蝕性能和較大溫度范圍的抗蠕變能力,以及良好的抗熱震性能等優(yōu)點(diǎn)。
從室溫至2 000℃范圍內(nèi),C/C復(fù)合材料的強(qiáng)度隨溫度升高而增加,2 500℃時(shí)仍具有較高的強(qiáng)度。與許多金屬合金及陶瓷基復(fù)合材料相比,C/C復(fù)合材料的比強(qiáng)度最高,但其作為高溫結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用極為有限,這是因?yàn)樵谘趸h(huán)境中,特別是超過(guò)350℃ ,其使用效果非常差,在500℃以上會(huì)燃燒。因此,開發(fā)可靠的氧化保護(hù)系統(tǒng)對(duì)發(fā)揮C/C復(fù)合材料的全部潛能非常關(guān)鍵。為此,許多研究機(jī)構(gòu)對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究,如通過(guò)向基體中添加SiO2、ZrO2、Al203,等和改進(jìn)表面涂層來(lái)研究對(duì)抗氧化性的影響。美、俄、法等國(guó)家近年來(lái)提出用難熔碳化物涂層來(lái)提高炭一炭復(fù)合材料的抗氧化能力,降低燒蝕率,承受更高的燃?xì)鉁囟然蚋L(zhǎng)的工作時(shí)間,所用的難熔碳化物有SiC、HfC、TaC、NbC、ZrC等。
國(guó)內(nèi)在超高溫抗燒蝕C/C復(fù)合材料研究方面歷史較短, 材料研究基本上處于探索階段。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處,提供一種超高溫抗燒蝕C/C-SiC-ZrB2智能復(fù)合材料。
本發(fā)明的超高溫抗燒蝕C/C-SiC-ZrB2智能復(fù)合材料,其制備方法包括如下步驟:
1)將含有ZrB2和SiC的漿料浸涂于C/C復(fù)合材料表面;然后進(jìn)行固化處理;2)將步驟1)重復(fù)多次;
3)將固化后的材料進(jìn)行高溫處理后得到預(yù)涂層材料;
4)將預(yù)涂層材料進(jìn)行二次高溫處理;制得超高溫抗燒蝕C/C-SiC-ZrB2智能復(fù)合材料。
優(yōu)選地,
所述的步驟1)中,固化溫度為100—150℃。
所述的步驟3)中,高溫處理溫度為1000-1200℃,時(shí)間為1-2h。
所述的步驟4)中,二次高溫處理溫度為1500-1800℃, 時(shí)間為1-2h。
本發(fā)明的超高溫抗燒蝕C/C-SiC-ZrB2智能復(fù)合材料,是一種性能優(yōu)良的超高溫材料,具有良好的超高溫抗燒蝕效果。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
1)將含有ZrB2和SiC的漿料浸涂于C/C復(fù)合材料表面;然后進(jìn)行固化處理;2)將步驟1)重復(fù)多次;
3)將固化后的材料進(jìn)行高溫處理后得到預(yù)涂層材料;
4)將預(yù)涂層材料進(jìn)行二次高溫處理;制得超高溫抗燒蝕C/C-SiC-ZrB2智能復(fù)合材料。
所述的步驟1)中,固化溫度為100℃。
所述的步驟3)中,高溫處理溫度為1000℃,時(shí)間為1h。
所述的步驟4)中,二次高溫處理溫度為1800℃, 時(shí)間為2h。
實(shí)施例2
本發(fā)明的超高溫抗燒蝕C/C-SiC-ZrB2智能復(fù)合材料,其制備方法包括如下步驟:
1)將含有ZrB2和SiC的漿料浸涂于C/C復(fù)合材料表面;然后進(jìn)行固化處理;2)將步驟1)重復(fù)多次;
3)將固化后的材料進(jìn)行高溫處理后得到預(yù)涂層材料;
4)將預(yù)涂層材料進(jìn)行二次高溫處理;制得超高溫抗燒蝕C/C-SiC-ZrB2智能復(fù)合材料。
所述的步驟1)中,固化溫度為150℃。
所述的步驟3)中,高溫處理溫度為1200℃,時(shí)間為2h。
所述的步驟4)中,二次高溫處理溫度為1500℃, 時(shí)間為1h。
實(shí)施例3
本發(fā)明的超高溫抗燒蝕C/C-SiC-ZrB2智能復(fù)合材料,其制備方法包括如下步驟:
1)將含有ZrB2和SiC的漿料浸涂于C/C復(fù)合材料表面;然后進(jìn)行固化處理;2)將步驟1)重復(fù)多次;
3)將固化后的材料進(jìn)行高溫處理后得到預(yù)涂層材料;
4)將預(yù)涂層材料進(jìn)行二次高溫處理;制得超高溫抗燒蝕C/C-SiC-ZrB2智能復(fù)合材料。
所述的步驟1)中,固化溫度為120℃。
所述的步驟3)中,高溫處理溫度為1100℃,時(shí)間為1.5h。
所述的步驟4)中,二次高溫處理溫度為1600℃, 時(shí)間為1.5h。