[发明专利]一种ZrB2

说明书

本发明公开了一种ZrB₂‑SiC‑Mo(Si_x,Al_1‑x)₂零烧蚀涂层及其热压制备方法，该制备方法包括以下步骤：按照预定质量百分比称取粉末原料；采用球磨机对粉末原料进行球磨，使粉末原料混合均匀，形成粉末材料；向粉末材料中添加粘结剂和去离子水，搅拌均匀，形成混合物；将混合物涂覆在构件表面；将构件放入模具中，并在构件周围充满填充粉；在保护气氛下采用热压机进行热压；使模具和烧结体自由冷却的同时附加保压工艺保压；泄压，形成炭/炭复合材料零烧蚀涂层。采用上述方法具有工艺条件容易控制、成本低的优点，能够解决现有炭/炭复合材料在有氧环境下表面抗氧化性较差的问题。

技术领域

本发明涉及炭/炭复合材料技术领域，具体涉及一种ZrB₂-SiC-Mo(Si_x,Al_1-x)₂零烧蚀涂层及其热压制备方法。

背景技术

炭/炭复合材料因具有许多优良的特性而被广泛应用，其高温纵向拉伸强度、剪切强度和横向拉伸强度都随温度的升高而升高，具有炭材料所特有的耐腐蚀、抗热震、高导热率和低膨胀系数等热性能；并以密度低、耐烧蚀、导热好、抗热冲击和抗热震性好成为导弹鼻锥体、固体火箭发动机喷管的最佳材料；而且由于质量轻、耐高温、耐摩擦、制动吸收能量大的特点，也是理想的摩擦材料。

但是，炭/炭复合材料在有氧环境下表面具有比较差的抗氧化性，研究表明，炭/炭复合材料在超过370℃的含氧气氛下开始发生氧化反应，反应速度在500℃时还会迅速增大，这将对材料本身造成毁灭性的破坏。炭/炭复合材料的氧化历程包括反应气体向碳材料表面传输、反应气体吸附于碳材料表面、在材料表面进行氧化反应、气体反应产物的脱附以及气体产物反向传输进入到环境中去。氧化影响因素有：氧向材料表面迁移的速度、氧化性气氛的组成及流动速度、氧分压大小、与氧接触的材料的有效表面积、材料的显微结构及相组成、材料中的易氧化杂质含量及杂质的催化氧化作用、热处理温度、试样形状、氧化温度和时间、气体氧化产物的脱附及迁移速度、氧在材料内部及气体边界层中的有效扩散系数、材料的热辐射率等。这使得炭/炭复合材料作为高温耐火材料的应用受到很大限制，严重制约了在热结构材料领域及其它领域内的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种ZrB₂-SiC-Mo(Si_x,Al_1-x)₂零烧蚀涂层及其热压制备方法，能够以工艺条件容易控制、成本低的热压烧结方法制备 ZrB₂-SiC-Mo(Si_x,Al_1-x)₂零烧蚀涂层，以解决现有炭/炭复合材料在有氧环境下表面抗氧化性较差的问题，拓宽其在热结构材料领域及其它领域内的应用。

本发明所采用的技术方案如下：

一种ZrB₂-SiC-Mo(Si_x,Al_1-x)₂零烧蚀涂层的热压制备方法，该制备方法包括以下步骤：

按照预定质量百分比称取粉末原料，粉末原料包括ZrB₂粉、SiC粉、MoSi₂粉、Al₂O₃粉以及Si粉；

采用球磨机对粉末原料进行球磨，使粉末原料混合均匀，形成粉末材料；

向粉末材料中添加粘结剂和去离子水，搅拌均匀，形成混合物；

将混合物涂覆在构件表面；

将构件放入模具中，并在构件周围充满填充粉；

在保护气氛下采用热压机进行热压，热压温度为600℃～2100℃，压强为 30MPa～50MPa，并保压0.5h～3h；