[发明专利]一种碳/碳复合材料表面晶粒细小碳化硅涂层的制备方法

摘要

本发明涉及一种碳/碳复合材料表面晶粒细小碳化硅涂层的制备方法，对经打磨抛光清洗干燥后的碳/碳复合材料进行原子氧氧化处理，原子氧氧化处理后碳/碳复合材料表面呈现“绒状”，这些绒状表面可提供大量的形核点，有助于SiC涂层的形核，使其在碳/碳表面形成更加均匀致密的涂层。再利用包埋法在氩气保护的真空炉中在经过原子氧氧化的碳/碳复合材料表面制备碳化硅涂层，制备的SiC涂层晶粒尺寸为1‑5μm，传统包埋法制备的SiC涂层晶粒尺寸约20‑100μm。相比未经过原子氧氧化处理的试样氧化后，表面出现大量的孔洞和裂纹，孔洞尺寸约20μm‑500μm。而经过原子氧氧化处理的试样氧化后，表面孔洞较少，孔洞尺寸约20μm‑110μm，且表面形成的玻璃态较连续，能够有效保护C/C复合材料。

主权项

1.一种碳/碳复合材料表面晶粒细小碳化硅涂层的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1、原子氧氧化处理C/C复合材料：将C/C复合材料放入同轴源原子氧地面模拟试验装置中,以原子氧能量5‑8eV，通量密度1.0×1014‑1.0×1016atom/(cm2·s)，进行原子氧氧化处理2‑10h；步骤2、在经过原子氧氧化处理后的C/C复合材料表面制备SiC涂层：将原子氧氧化处理后的C/C复合材料包埋于石墨坩埚的混合粉料中，然后将石墨坩埚放入立式真空炉中，通入氩气作为保护气氛，立式真空炉的升温速度控制为6‑25℃/min，将炉温升至1950‑2250℃时保温1‑2h，随后关闭电源，随炉冷却将至室温；所述混合粉料为：质量百分比为70‑83％的硅粉、12‑25％的碳粉和5‑12％的氧化铝粉；步骤3：将经处理后的碳/碳复合材料取出，采用无水乙醇在超声波中清洗即在碳/碳复合材料表面得到1‑5μm的晶粒细小的SiC涂层。