[发明专利]一种SiC纳米线改性SiC-ZrC涂层的高导热石墨材料及制备方法

说明书

本申请涉及高导热石墨材料制备领域，针对SiC‑ZrC陶瓷涂层以及氧化后形成的Zr‑Si‑O氧化物防护层与石墨基底间的热膨胀系数差异会影响涂层与石墨间的结合，降低涂层的热防护效果，本申请公开了一种SiC纳米线改性SiC‑ZrC涂层的高导热石墨材料，包括基底、过渡内层和外涂层；基底为高导热石墨，过渡内层为SiC纳米线组成的网络层，外涂层为SiC‑ZrC涂层，且SiC纳米线直接生长在高导热石墨基底表面，SiC‑ZrC外涂层包裹SiC纳米线、且填满网络层的孔隙，获得致密的SiC纳米线改性SiC‑ZrC涂层的高导热石墨材料，本发明提出的SiC纳米线改性SiC‑ZrC涂层的高导热石墨，具有远优于单一高导热石墨和无SiC纳米线改性SiC‑ZrC涂层高导热石墨的耐烧蚀性能。

技术领域

本发明涉及高导热石墨材料制备领域，特别是属于一种SiC纳米线改性SiC-ZrC涂层的高导热石墨材料及制备方法。

背景技术

高导热石墨材料具有低密度、高强度、高模量和低热膨胀系数，并在高温下其力学性能呈现不降反升的特点，此外其高的热导率可以实现热量在石墨材料内部的快速转移，将受热部位的冗余热量快速分散至其他部位，降低材料各部分之间的温度差异，进而表现出良好的抗热震性能，因此高导热石墨材料被认为是应用于航空航天领域高温热结构部件最具潜力的候选材料之一。高导热石墨是以单一C元素组成的材料，常见于自然界且在常温、较低温度或者无氧条件下具有非常稳定的物理化学性能。

但是，在温度达到400℃的有氧环境下，高导热石墨材料开始被氧化，并随着环境温度的上升，氧化现象愈发严重，最终材料失效，这也就限制了高导热石墨材料在高温有氧环境下的应用。

为了提升石墨材料的热防护性能，在其表面制备超高温陶瓷复合涂层是一种有效的途径。其中，SiC-ZrC复合涂层是最典型的涂层体系之一，SiC-ZrC氧化后形成的高温Zr-Si-O相具有极低的氧扩散率，对石墨材料具有良好的保护作用。然而SiC-ZrC陶瓷涂层以及氧化后形成的Zr-Si-O氧化物防护层与石墨基底间的热膨胀系数差异会影响涂层与石墨间的结合，降低涂层的热防护效果。