[发明专利]四棱锥构型Cf/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及点阵梯度复合材料及其制备方法。

背景技术

近空间超高声速飞行器具有反应时间短、防卫和突防概率高、飞行速度快、远程打击精确等特点，成为具有前瞻性、战略性的武器装备，引起各国军方的高度重视。世界上各军事强国均将高超声速飞行器及相关武器的研发作为国家级安全战略目标，是世界航天航空领域主要的发展方向。高超声速飞行器在空中要保持长时间，高速度的飞行状态，能够承受恶劣的飞行热环境和气动载荷，要求其采用材料同时具有轻质、承力、防热、隔热等功能。点阵材料是模拟晶体材料空间点阵结构的一种超轻有序材料，这种结构中，点阵材料网架中的空隙没有用来承载的填充物，仅有连接杆件起到了对点阵材料整体的支撑作用。这样的设计在保证材料的比刚度和比强度的同时，节省了大量的质量，这些特性使点阵材料具有了在超高速飞行器热防护系统方面大规模应用的前景。

C/SiC点阵结构复合材料具有较低的质量和优良的高温力学性能，但是其使用的温度极限为1600℃，1200℃时就会因为材料氧化开始出现性能逐渐失效的问题，而超高速飞行器的气动热可在飞行器表面产生2000℃的高温，因此需要进一步提高点阵材料的使用温度和抗氧化能力。

发明内容

本发明是为了解决现有C/SiC点阵结构复合材料在长时间极端环境下的抗氧化烧蚀性能差，高温环境下化学稳定性差的技术问题，提供了一种四棱锥构型C_f/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板及其制备方法。

四棱锥构型C_f/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板，由上面板、下面板以及在上下面板之间以点阵芯子进行梯度排列而成的四棱锥胞元构成，所述的上面板和下面板是由C_f/SiC-ZrC复合材料构成的平面，梯度点阵芯子为由C_f/SiC-ZrC复合材料构成的杆件，上面板和下面板之间的点阵芯子是梯度排列的。ZrC的颗粒度为1.20μm。

四棱锥构型C_f/SiC-ZrC仿生梯度点阵复合材料平板的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

一、将聚碳硅烷、锆酸丁酯、二乙烯苯、二甲苯和四氢呋喃混合，得到浸渍液；其中，二乙烯苯与聚碳硅烷的质量比为0.4:1，二甲苯与聚碳硅烷的质量比为0.1:1，四氢呋喃与聚碳硅烷的质量比为2:1，锆酸丁酯与聚碳硅烷的质量比为1:1；