[发明专利]一种SiC与碳氮化物互穿抗烧蚀涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种SiC与碳氮化物互穿抗烧蚀涂层，其特征在于：所述互穿抗烧蚀涂层以碳材料为基底，所述互穿抗烧蚀涂层由SiC相与碳氮化物相组成，所述SiC相与碳氮化物相呈网络互穿结构；所述互穿抗烧蚀涂层的厚度为0.6-2.0µm；

所述互穿抗烧蚀涂层中，SiC在界面层中的体积占比为35-48%。

2.根据权利要求1所述的一种SiC与碳氮化物互穿抗烧蚀涂层，其特征在于：所述碳材料选自含热解碳层的碳纤维、含热解碳层的碳纤维预制体、含热解碳层且密度为0.7-1.2g/cm³的C/C多孔体、密度为1.3-1.8g/cm³的碳碳复合材料中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的一种SiC与碳氮化物互穿抗烧蚀涂层，其特征在于：所述含热解碳层的碳纤维、含热解碳层的碳纤维预制体、C/C多孔体中，热解碳层的厚度为400nm-900nm。

4.根据权利要求2所述的一种SiC与碳氮化物互穿抗烧蚀涂层，其特征在于：当所述碳材料选自含热解碳层的碳纤维、含热解碳层的碳纤维预制体、C/C多孔体中的一种时，所述互穿抗烧蚀涂层包裹碳纤维。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种SiC与碳氮化物互穿抗烧蚀涂层，其特征在于：所述碳氮化物相中的碳氮化物选自HfCN、ZrCN、TaCN、(HfTa)CN、(HfZr)CN、(ZrTa)CN、(HfZrTa)CN中的至少一种。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种SiC与碳氮化物互穿抗烧蚀涂层的制备方法，其特征在于：将碳材料包埋于熔盐粉料A中，然后于保护气氛下进行第一次反应，冷却即得含SiC涂层的碳材料；再将含SiC涂层的碳材料包埋于熔盐粉料B中，然后于保护气氛下进行第二次反应、冷却，即得互穿抗烧蚀涂层；所述熔盐粉料A中，按质量份数计，其组成如下：K₂SiF₆粉40-100份，Si粉1-20份，所述熔盐粉料B中，按质量份数计，其组成如下：难熔金属粉5-20份，CaCl₂粉 40-70份，CsF粉5-10份，固体氮源2-8份，所述难熔金属粉选自Hf粉、Zr粉、Ta粉中的至少一种，所述固体氮源选自尿素、硝酸铵、三聚氰胺中的至少一种；

所述第一次反应的温度为1000-1300℃，所述第二次反应的温度为850-1100℃。

7.根据权利要求6所述的一种SiC与碳氮化物互穿抗烧蚀涂层的制备方法，其特征在于：所述熔盐粉料A的获取方法为：将K₂SiF₆粉，Si粉球磨即得，所述球磨方式为干法球磨，以空气为球磨介质，球料比为0-0.5：1，所述球磨的转速为100-500r/min，球磨的时间为12-24h；

所述熔盐粉料A中，按质量比计，K₂SiF₆粉：Si粉=5-7：0.5-1.5。

8.根据权利要求6所述的一种SiC与碳氮化物互穿抗烧蚀涂层的制备方法，其特征在于：所述第一次反应在保护气氛下进行，第一次反应的时间为2-5h，升温速率为5-10℃/min。

9.根据权利要求6所述的一种SiC与碳氮化物互穿抗烧蚀涂层的制备方法，其特征在于：所述熔盐粉料B的获取方法为：将难熔金属粉末、CaCl₂粉，CsF粉、尿素球磨即得，所述球磨方式为干法球磨，以空气为球磨介质，球料比为0-0.5：1，所述球磨的转速为100-500r/min，球磨的时间为12-24h，

所述熔盐粉料B中，按质量比计，难熔金属粉：CaCl₂粉：CsF粉：尿素=1-2：5-6：1：0.3-0.6。

10.根据权利要求6所述的一种SiC与碳氮化物互穿抗烧蚀涂层的制备方法，其特征在于：所述第二次反应的过程为：先于氩气保护下，升温至850-1100℃，然后再抽真空至真空度小于50Pa，然后通入N₂，达到一个大气压，再以40-120ml/min的流速通入N₂，保温2-5h，然后抽真空至50pa以下。