[发明专利]一种炭/炭复合材料长时间高温抗氧化硅基复合涂层及制备和应用方法

权利要求书

1.一种炭/炭复合材料长时间高温抗氧化硅基复合涂层的制备方法，其特征在于，

是在炭/炭复合材料表面上由里到外依次制备连接层和陶瓷涂层；所述的连接层为包埋法制备的SiC层，所述的陶瓷涂层为刷涂法与气相反应法制备的MoSi₂-Si₂N₂O-CrSi₂的陶瓷层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的包埋法制备连接层是以Si粉、Al₂O₃粉、C粉，SiC粉为原料，球磨混匀后将炭/炭复合材料包埋，高温煅烧即可。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的包埋法制备连接层的具体步骤如下：

按照质量配比为：Si 40-75％、Al₂O₃ 2-13％、C 8-20％、SiC 10-38％称取Si粉、Al₂O₃粉、C粉，SiC粉，加入分散剂，球磨充分混匀后取出干燥后待用；最后，将炭/炭复合材料置于石墨坩埚中，并用混匀的粉末将其完全埋住，后将坩埚放入高温炉中，在1700℃-2000℃下保温1.5-3h。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的Si粉、SiC粉、C粉、Al₂O₃粉均过325目。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的刷涂法与气相反应法制备MoSi₂-Si₂N₂O-CrSi₂陶瓷层是首先称取MoSi₂粉，Cr粉，Si粉，C粉及促进烧结剂Al₂O₃混合，选用去离子水为溶剂，聚乙烯醇为粘结剂，配制浆料，将配好的浆料刷涂在清洗干净并干燥好的带有SiC连接层的炭/炭复合材料上，干燥，重复刷涂干燥过程至少3次，最后是将刷涂并烘干后的试样，在氮气气氛下，高温烧结，烧结过程中引入N₂和SiO，利用气相反应法制备Si₂N₂O。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的所述的刷涂法与气相反应法制备MoSi₂-Si₂N₂O-CrSi₂陶瓷层的具体步骤如下：

按重量比为MoSi₂∶Cr∶Si∶C∶Al₂O₃＝20-50∶6-20∶30-50∶3-11∶2-10混合，选用去离子水为溶剂，聚乙烯醇为粘结剂，固相混合粉末与粘结剂配比为1-3g∶20-30ml；聚乙烯醇质量浓度为2～5％；配制浆料，将配好的浆料刷涂在清洗干净并干燥好的带有SiC连接层的炭/炭复合材料上，干燥，重复刷涂干燥3-4次，最后是将刷涂并烘干后的试样放入真空碳管烧结炉中，在氮气气氛下，1200℃-1600℃保温15～80min；烧结过程中引入N₂和SiO，利用气相反应法制备Si₂N₂O。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的MoSi₂粉，Cr粉，Si粉，C粉均过325目。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的浆料的具体配置过程为：用超声波清洗器在无水乙醇中清洗烧杯，磁力搅拌器备用；干燥烧杯及固体原料；按照设定好的配比称取各种原料粉末倒入烧杯中，在磁力搅拌器上搅拌至少4h，直至粉料混合均匀。

9.一种炭/炭复合材料长时间高温抗氧化硅基复合涂层，其特征在于，是由权利要求1-8任意一项所述的方法制备而成的硅基复合涂层。

10.权利要求9所述的硅基复合涂层的应用方法，其特征在于，应用于制备航空发动机加力燃烧室材料。