[发明专利]一种碳/碳复合材料表面长时间抗烧蚀复合涂层及制备方法

权利要求书

1.一种碳/碳复合材料表面长时间抗烧蚀复合涂层的制备方法，其特征在于：所述复合涂层的内涂层为SiC涂层，外涂层为ZrC-La₂O₃复相陶瓷涂层；

所述方法的具体步骤如下：

步骤1：将预处理的C/C复合材料埋藏在石墨坩埚内的混合粉体内，将石墨坩埚放入石墨为发热体的热压真空反应炉中，对真空炉进行真空处理，使真空度达到-0.09MPa，通Ar气至常压，以5～10℃/min升温速度将炉温从室温升至1800～2100℃，保温1～3小时；关闭电源自然冷却至室温，整个过程中通Ar气保护，得到表面有SiC内涂层的C/C复合材料；

所述混合粉体为：将Si粉、C粉和Al₂O₃粉按质量百分比65％～85％，10％～25％，5％～10％混合放置于树脂球磨罐中，混合2～4小时得到混合粉体；

步骤2、采用喷雾干燥法制备喷涂用粉体：

1)将10vol.％～25vol.％的La₂O₃粉体与ZrC粉体在刚玉研钵中搅拌混合均匀；

2)配置浓度为3wt.％的聚乙烯醇溶液作为粘结剂，按照蒸馏水40～50wt.％、粘结剂2～5wt.％及陶瓷混合粉体40～50wt.％的比例混合搅拌30min形成进料料浆；然后采用喷雾干燥法进行造粒；

步骤3、制备ZrC-La₂O₃复相陶瓷涂层：

将步骤1中得到的表面含有SiC内涂层的C/C复合材料放置于夹具中，将步骤2制得的喷涂粉装入送粉器，按以下的工艺参数将粉料喷涂至包埋有SiC涂层的C/C复合材料上，从而制得ZrC-La₂O₃复相陶瓷涂层；

等离子喷涂工艺参数：喷涂直流电流：380～450A；喷涂直流电压：115～140V；主气流量：75～85L/min；辅气流量：4.5～5.5L/min；送粉速率：20～40g/min；喷涂距离：80～140mm；喷涂过程为8～15次喷涂。

2.根据权利要求1所述制备碳/碳复合材料表面长时间抗烧蚀复合涂层的方法，其特征在于：所述C/C复合材料的预处理是：将C/C复合材料打磨后超声清洗，放入烘箱中烘干。

3.根据权利要求1所述制备碳/碳复合材料表面长时间抗烧蚀复合涂层的方法，其特征在于：所述喷雾干燥法造粒时：干燥器进口温度300～330℃，出口温度110～150℃，喷头转速30～40rpm，进料速度65～85ml/min。