[发明专利]碳/碳复合材料表面莫来石晶须-莫来石/钇铝硅酸盐复合抗氧化涂层及制备方法

权利要求书

1.一种碳/碳复合材料表面莫来石晶须-莫来石/钇铝硅酸盐复合抗氧化涂层，其特征在于涂层包括三层结构，内层为碳化硅，中间层为莫来石晶须-莫来石，外层为钇铝硅酸盐。

2.一种权利要求1所述碳/碳复合材料表面莫来石晶须-莫来石/钇铝硅酸盐复合抗氧化涂层的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将40～50wt％的Al₂(SO₄)₃·18H₂O和50～60wt％的Na₂SO₄·9H₂O，干法球磨混匀后，制得混合盐A；

步骤2：将SiC-C/C基体进行超声清洗，烘干后，将SiC-C/C基体包埋于混合盐A中，在马弗炉中进行热处理：热处理温度为900～1000℃，处理时间为15～30min；所述SiC-C/C基体表面具有SiC涂层的碳/碳复合材料；所述SiC-C/C基体与混合盐A的质量比为(1～5):20；

步骤3：清洗去除未反应的熔盐，干燥后制得带有莫来石晶须层SiC-C/C基体；

步骤4：以聚乙烯醇溶液作为粘结剂，按莫来石粉体，蒸馏水，无水乙醇，聚乙烯醇4:4:1:1的质量比于球磨机中混合均匀，然后采用喷雾造粒法造粒，得到适于喷涂的莫来石粉体；

步骤5：将步骤3所得的带有莫来石晶须层的SiC-C/C基体放置于夹具中，将步骤4所得莫来石粉体装入送粉器中，进行超音速等离子喷涂，得到莫来石涂层；

步骤6：将Y₂O₃，Al₂O₃和SiO₂按12.18:22:65.82的摩尔比混合均匀，然后按体积比为1:5的比例依次加入硅溶胶和蒸馏水得到悬浮液B，将悬浮液B超声震荡，再经磁力搅拌；所述悬浮液B的浓度为200-300g/L；

步骤7：将步骤5所得的带有莫来石晶须及莫来石涂层的SiC-C/C基体在马弗炉中进行预热，预热温度为250～350℃，预热时间3～8min；取出即刻浸泡于悬浮液B中进行热浸渍，浸渍时间30～60s；

步骤8：热浸渍后于乙醇中超声清洗，并干燥；

步骤9：重复10-15次步骤7～步骤8，即得莫来石晶须-莫来石/Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂涂层；

步骤10：对步骤9所得的莫来石晶须-莫来石/Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂涂层的SiC-C/C基体于氩气保护下进行热处理，即得莫来石晶须-莫来石/钇铝硅酸盐复合抗氧化涂层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤1中干法球磨时间为1～3h。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤3中是用沸水进行清洗，在80～120℃的电热鼓风干燥箱中干燥2～4h。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤4中聚乙烯醇溶液的浓度为1～3wt％。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤4在喷雾造粒时：干燥器进口温度为280～350℃出口温度为100～160℃喷头转速20～50rpm，进料速度为60～100mL/min。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤5中超音速等离子喷涂的工艺参数为：喷涂功率：40～55kW；主汽流量：75～80L/min；辅气流量：5～10L/min；送粉速率：15～30g/min喷涂距离：70～150mm。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤6中超声震荡时间为30～60min，磁力搅拌为3～6h。