[发明专利]一种具有钽金属涂层的Cf

说明书

本发明公开了一种具有钽金属涂层的C_f/SiC基复合材料及其制备方法，包括以下步骤：步骤1、对C_f/SiC基体3进行表面处理、清洗并干燥；步骤2、将C_f/SiC基体3置于沉积室中的转盘上，并将钽金属粉末放于氧化室1中的反应容器中，对沉积室和氧化室抽真空后升温；步骤3、待温度稳定后，分别向氧化室和沉积室中通入氟气和氢气，氧化室中氟气与金属钽粉末反应生成前驱体五氟化钽，由于压强作用，五氟化钽流通到沉积室中与氢气发生还原反应沉积在C_f/SiC表面并形成钽金属涂层。解决了现有C_f/SiC复合材料易高温氧化烧蚀，隔氧能力弱，耐腐蚀性不高的问题。

技术领域

本发明属于高温材料技术领域，具体涉及一种具有钽金属涂层的C_f/SiC基复合材料及其制备方法。

背景技术

C_f/SiC复合材料具有重量轻、比强度高、热传导性好、耐高温、抗烧蚀、抗热震等一系列突出的性能特点，在高性能液体火箭发动机、巡航导弹发动机、高推重比航空发动机、超高声速冲压发动机、航天热防护系统、高性能刹车盘等航天航空及武器装备领域应用非常广泛。在实际应用中，C_f/SiC复合材料往往需要与金属材料组成复合结构来实现复杂构件的制造，解决C_f/SiC复合材料与异种金属的连接和高温抗氧化性能差问题是推进这一新兴材料走向工程应用必须解决的关键技术问题之一。C_f/SiC复合材料与异种金属的连接方法主要采用焊接结构，包括活性钎料钎焊、扩散焊连接和CVD铌过渡连接等方法。现有C_f/SiC基复合材料易高温氧化烧蚀，隔氧能力弱，耐腐蚀性不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有钽金属涂层的C_f/SiC基复合材料及其制备方法，以解决现有C_f/SiC复合材料易高温氧化烧蚀，隔氧能力弱，耐腐蚀性不高的问题。

本发明采用以下技术方案：一种具有钽金属涂层的C_f/SiC基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、对C_f/SiC基体3进行表面处理、清洗并干燥；

步骤2、将C_f/SiC基体3置于沉积室中的转盘上，并将钽金属粉末放于氧化室1中的反应容器中，对沉积室和氧化室抽真空后升温；

步骤3、待温度稳定后，分别向氧化室和沉积室中通入氟气和氢气，氧化室中氟气与金属钽粉末反应生成前驱体五氟化钽，由于压强作用，五氟化钽流通到沉积室中与氢气发生还原反应沉积在C_f/SiC表面并形成钽金属涂层。

进一步的，步骤1中，对C_f/SiC基体进行表面处理时，将C_f/SiC用酒精超进一步的，步骤2中钽金属粉末的纯度99.99％，粒径在48～150μm。

进一步的，步骤2中升温速率为3～8℃/min，沉积温度设置为800～1400℃。

进一步的，步骤3中氟气和氢气的纯度均大于99.99％，其中氟气的流量为 50～150ml/min，氢气的流量为400～1000ml/min。

进一步的，步骤3中沉积时间为30～200min。

进一步的，形成钽金属涂层的C_f/SiC基复合材料的样品先用甲醇溶液超声清洗，再用丙酮和蒸馏水清洗。

本发明采用的第二种技术方案是，一种具有钽金属涂层的C_f/SiC基复合材料，包括C_f/SiC基体，所述C_f/SiC基体上设有钽金属涂层。