[发明专利]一种极高温抗烧蚀热疏导复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种极高温抗烧蚀热疏导复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）采用高导热碳纤维与聚丙烯腈基碳纤维混合编织成高导热碳纤维预制体；步骤（1）中采用的所述高导热碳纤维的热导率＞900W/（m·K）、抗拉强度＞2.3GPa、抗拉模量＞900GPa；

（2）采用化学气相沉积法在所述高导热碳纤维预制体的纤维表面制备碳界面层，得到具有碳界面层的高导热碳纤维预制体，然后将具有碳界面层的高导热碳纤维预制体进行高温石墨化处理，得到热疏导复合材料预制体；

（3）采用聚碳硅烷陶瓷前驱体浸渍所述热疏导复合材料预制体，然后将浸渍后的所述热疏导复合材料预制体依次经过固化和裂解的步骤；

（4）重复步骤（3）2~4次，制得热疏导陶瓷基复合材料；

（5）采用铪钽陶瓷前驱体浸渍所述热疏导陶瓷基复合材料，然后将浸渍后的所述热疏导陶瓷基复合材料依次经过固化和裂解的步骤；

（6）重复步骤（5）20~25次，制得热疏导超高温陶瓷基复合材料；

（7）在所述热疏导超高温陶瓷基复合材料的表面制备抗烧蚀陶瓷涂层，制得极高温抗烧蚀热疏导复合材料；

制备的所述抗烧蚀陶瓷涂层为HfC-TaSi₂超高温陶瓷涂层；

所述HfC-TaSi₂超高温陶瓷涂层中含有的HfC的质量分数为65~75%，所述HfC-TaSi₂超高温陶瓷涂层中含有的TaSi₂的质量分数为25~35%；

所述极高温抗烧蚀热疏导复合材料中包含有碳化硅陶瓷基体和碳化铪-碳化钽陶瓷基体；

所述碳化铪-碳化钽陶瓷基体中含有的碳化铪与碳化钽的质量比为（4~5）：1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

步骤（1）中采用的所述高导热碳纤维的规格为0.5K、1K或2K，所述高导热碳纤维的纤维直径为12~14μm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述高导热碳纤维预制体的体积密度为1.0~1.3g/cm³；和/或

步骤（1）中采用的所述高导热碳纤维占所述高导热碳纤维预制体中总碳纤维的体积分数的75~95%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述化学气相沉积法的沉积温度为1000~1100℃，沉积时间为300~500h，沉积厚度1~5μm；和/或

所述高温石墨化处理的处理温度为2800~3200℃，处理时间为1~3h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

在步骤（3）中，所述裂解的温度为900~1200℃，所述裂解的时间为2~4h；和/或

在步骤（5）中，所述裂解的温度为1400~1650℃，所述裂解的时间为2~4h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

采用大气等离子喷涂法、低压/真空等离子喷涂法、等离子-物理气相沉积法中的一种或多种在所述热疏导超高温陶瓷基复合材料的表面制备所述抗烧蚀陶瓷涂层。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述HfC-TaSi₂超高温陶瓷涂层的厚度150~300μm，孔隙率＜10%。

8.由权利要求1至7中任一项所述的制备方法制得的极高温抗烧蚀热疏导复合材料。