[发明专利]一种锆钛碳化物改性抗烧蚀炭/炭复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锆钛碳化物改性抗烧蚀炭/炭复合材料的制备方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

（1）将碳纤维预制体高温热处理；

（2）步骤（1）处理过的碳纤维预制体上沉积热解碳，得到低密度的炭/炭复合材料；

（3）将步骤（2）得到的低密度的炭/炭复合材料置于锆钛合金粉上通过高温熔渗反应制备出含锆钛碳化物的炭/炭复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的高温热处理是将密度为0.1-0.9g.cm^-3的碳纤维预制体置于高温石墨炉中于2000-2300℃保温1-3h。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，高温热处理时，从室温到2000-2300℃的升温速率为5-10℃/min，保温时间为1-3h，降温速率为5-8℃/min，当温度降至1200℃时，随炉冷却。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中采用化学气相渗透法沉积得到低密度的炭/炭复合材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）具体步骤如下：以氢气为载气，丙烯或者甲烷为碳源气体，将碳纤维预制体在高温的沉积炉内反应沉积热解碳。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，沉积炉内温度为1000-1300℃，炉压为0.3-3.8Kpa，反应时间为60-300h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）具体步骤如下：首先称取锆钛合金粉，用量以低密度炭/炭复合材料重量为基准的2-4倍，将合金粉置于石墨罐中压实，并将低密度炭/炭复合材料置于合金粉之上后，将石墨罐放置在高温炉中进行热处理；处理温度为1900-2300℃，保温时间为0.5-4h，全程氩气保护。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，热处理时升温速率为5-15℃/min，降温速率为3-8℃/min，当降温至600-900℃时，随炉冷却。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的锆钛合金粉通过以下两种方式中的任一种制备而成：

（1）将纯度≥99.9%的锆锭和纯度≥99.9%的钛锭以Zr:Ti分子比为0.4-9的比例置于真空熔炼炉，在1900-2300℃熔炼1-3h后在氩气保护条件下利用气雾化法制备合金粉，合金粉过325目；

（2）将纯度≥99.9%的锆粉和纯度≥99.9%的钛粉，以Zr:Ti分子比为0.4-9的比例在高能行星式球磨机上球磨制得；锆粉和钛粉以及得到的合金粉均过325目筛；球磨转速为200-500r/min，球磨时间为10h-25h，球料比为4-10，球磨介质为氩气保护干磨。

10.一种锆钛碳化物改性抗烧蚀炭/炭复合材料，其特征在于，是由权利要求1-9任意一项所述的方法制备而成的锆钛碳化物改性抗烧蚀炭/炭复合材料。