[发明专利]梯度防/隔热陶瓷基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种梯度防/隔热陶瓷基复合材料，其特征在于梯度防/隔热陶瓷基复合材料由防热层、第一中间过渡层、第二中间过渡层、第三中间过渡层和隔热层组成，其中防热层按体积百分比由80％的硼化物和20％的碳化硅制成；第一中间过渡层按体积百分比由80％的硼化物、10％的碳化硅和10％的氧化锆制成；第二中间过渡层按体积百分比由70％的硼化物和30％的氧化锆制成；第三中间过渡层按体积百分比由50％的硼化物和50％的氧化锆制成；隔热层按体积百分比由10％的硼化物和90％的氧化锆制成；梯度防/隔热陶瓷基复合材料的制备方法如下：一、将各层的原材料粉体分别放入无水乙醇中超声清洗10～30min，然后再分别以150～250r/min的速率进行行星式球磨混合后在50～80℃的条件下烘干60min～120min；二、将经过步骤一处理的各层混合粉体按防热层、第一中间过渡层、第二中间过渡层、第三中间过渡层和隔热层的顺序平铺在石墨模具中，得到梯度层状混合物；三、在真空度为10^-3Pa、惰性气体气压为20～50MPa的条件下，以100～150℃/min的速度将梯度层状混合物升温到1750℃～1850℃后，保温5min，冷却至室温取出即得；其中硼化物为硼化锆或硼化铪，防热层的厚度、第一中间过渡层的厚度、第二中间过渡层的厚度、第三中间过渡层的厚度和隔热层的厚度相同；硼化物的粒径为2μm，氧化锆的粒径为1μm，氧化锆为3mol％氧化钇部分稳定，碳化硅的粒径为1μm。

2.制备权利要求1所述的梯度防/隔热陶瓷基复合材料的方法，其特征在于梯度防/隔热陶瓷基复合材料的制备方法如下：一、将各层的原材料粉体分别放入无水乙醇中超声清洗10～30min，然后再分别以150～250r/min的速率进行行星式球磨混合后在50～80℃的条件下烘干60min～120min；二、将经过步骤一处理的各层混合粉体按防热层、第一中间过渡层、第二中间过渡层、第三中间过渡层和隔热层的顺序平铺在石墨模具中，得到梯度层状混合物；三、在真空度为10^-3Pa、惰性气体气压为20～50MPa的条件下，以100～150℃/min的速度将梯度层状混合物升温到1750℃～1850℃后，保温5min，冷却至室温取出即得，其中防热层按体积百分比由80％的硼化物和20％的碳化硅制成；第一中间过渡层按体积百分比由80％的硼化物、10％的碳化硅和10％的氧化锆制成；第二中间过渡层按体积百分比由70％的硼化物和30％的氧化锆制成；第三中间过渡层按体积百分比由50％的硼化物和50％的氧化锆制成；隔热层按体积百分比由10％的硼化物和90％的氧化锆制成；其中硼化物为硼化锆或硼化铪，防热层的厚度、第一中间过渡层的厚度、第二中间过渡层的厚度、第三中间过渡层的厚度和隔热层的厚度相同。

3.根据权利要求2所述的梯度防/隔热陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中在温度为51～60℃的条件下烘干。

4.根据权利要求2所述的梯度防/隔热陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中在温度为61～79℃的条件下烘干。

5.根据权利要求2所述的梯度防/隔热陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中行星式球磨所用的磨球是直径为5～10mm的碳化钨或氧化锆磨球。

6.根据权利要求2所述的梯度防/隔热陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中的惰性气体为氩气或氮气。

7.根据权利要求2所述的梯度防/隔热陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中的惰性气体的气压为21～30MPa。

8.根据权利要求2所述的梯度防/隔热陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中的惰性气体的气压为31～49MPa。