CN103265331B - 一种适用于石墨材料的C/SiC/Na2SiO3抗氧化复合涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石墨材料C/SiC/硅酸钠抗氧化复合涂层的制备方法，包括如下步骤：(1)石墨材料前处理；(2)碳过渡层的制备；(3)SiC抗氧化涂层的制备；(4)硅酸钠Na2SiO3表面保护涂层的制备。本发明工艺简单、操作方便，相比于气相沉积法成本较低；采用真空浸渍工艺，具有良好的渗透性，能够渗入石墨基体表面细微的孔隙，增强抗氧化性，且制备SiC涂层所用的前驱体为耐高温性好的PACS，所得的硅酸钠外层致密均匀、抗高温，复合涂层具有良好的抗氧化和耐高温效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种石墨抗氧化复合涂层的制备方法，具体涉及一种采用浸渍裂解工艺制备石墨材料C/SiC/硅酸钠抗氧化复合涂层的方法。
背景技术
石墨因具有比重低、高强度、高模量、良好的导电、导热及抗热震性，以及高温下持续的高强度等许多优异性能，是一种重要的导电材料和结构材料，被广泛的应用于机械、电子、冶金、核工业、航空、航天等领域，可做电极、电解阳极、铸模、高温轴承和炉底辊套等。一般石墨材料在低于370℃的有氧环境中，具有良好的化学稳定性能。但随着环境温度升高，石墨材料与氧气开始发生化学反应，使得石墨材料的表面变得疏松粗糙，机械强度随之下降。并且随着时间的延长，其润滑性能和材料表面硬度快速降低。这必然会造成石墨碳套使用寿命缩短。石墨材料的高温氧化严重影响了其优异性能的发挥，使其在高温氧化气氛中的应用受到限制。因此，要使石墨材料能在高温、有氧环境中连续有效运行，就一定要努力提高石墨材料的抗氧化和耐磨性能，延长其使用寿命。
现有的石墨材料抗氧化复合涂层的制备工艺主要有：先驱体浸渍裂解(PIP)工艺、化学气相渗透(CVI)工艺、纳米浸渍工艺和化学气相沉积(CVD)工艺以及前述几种工艺的结合。其中PIP工艺和CVD工艺已成为当前石墨抗氧化涂层制备的两大主流工艺。CVD工艺制备的β-SiC涂层纯度与结晶度高，涂层均匀致密，但涂层的致密化速度低，制备周期较长，成本高。与CVD法相比，PIP工艺具有工艺简单，成本低，能制备大型和形状复杂的复合材料构件，材料成分 和结构可控等优点，且PIP法易于工业化成产。
要使涂层既具有优异的抗氧化性能又具有良好的抗热冲击性、耐磨性、高机械强度等优点，仅仅靠单一涂层是满足不了的，只有采用复合涂层才能达到要求。
为了提高表面保护层与石墨基体的结合度，使得抗氧化防护层具有优异的抗热冲击性能，一种有效的方法是将涂层与石墨基体的结合界面构造成热应力缓冲层。缓冲层的热膨胀系数要介于基体与保护涂层之间，提高二者的浸润性和相容性，使复合涂层具有优异的抗热冲击性能。利用PIP工艺制备的过渡碳层是一种典型的热应力缓和型过渡涂层材料。
石墨材料表面的碳化硅涂层在石墨的工作温度区间具有良好的抗氧化性能，是石墨基体最重要和有效的防氧化屏障。为了获得更佳的浸润效果，以及形成梯度涂层，采用浸渍剂从稀到浓浸渍是较佳的选择。
采用PIP法制备的保护涂层表面容易由于气体挥发产生微孔，因此，进行外层封孔就很有必要。一般采用磷酸盐和硅酸盐热处理，硅酸盐效果更佳。
本发明以无定形碳为过渡层、SiC为抗氧化保护涂层、Na2SiO3为外层的复合涂层，其厚度均匀，致密化程度高，无贯穿裂纹和微孔。选用掺硼酚醛树脂制备的过渡碳层与石墨基体结合良好，且与SiC保护涂层热膨胀系数相近。SiC保护涂层的前驱体采用了含铝聚碳硅烷(PACS)，大大提高了陶瓷产率和涂层的耐高温性。最后用Na2SiO3对外层进行封孔处理，使表面均一无裂纹。本发明原料易得，操作主要为浸渍裂解，工艺简单，操作方便，且所得复合涂层致密均匀，反应周期短，成本低。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种不仅制备成本低，而且操作简单、制备周期 短的石墨材料C/SiC/硅酸钠抗氧化复合涂层的制备方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种适用于石墨材料的C/SiC/Na2SiO3抗氧化复合涂层的制备方法，所述的石墨材料为基体，C/SiC/Na2SiO3为抗氧化复合涂层材料，
1)石墨材料前处理：对石墨样块进行表面预处理，包括表面抛光、清洗和干燥；
2)碳过渡层的制备：前驱体选用掺硼的热固性酚醛树脂(FB)，将该前驱体溶于无水乙醇，加热搅拌制成20wt％～40wt％浓度的掺硼的热固性酚醛树脂(FB)/无水乙醇溶液，再将经过步骤(1)中所述的前处理的石墨样块置于浸渍罐中，抽真空至-0.1MPa，将配好的上述掺硼的热固性酚醛树脂(FB)/无水乙醇溶液注入所述的浸渍罐中，保持真空状态浸渍1～5小时，然后从所述的浸渍罐中取出石墨样块，真空烘干，放入气氛炉中，通入惰性气体作为保护气体，以0.2～3℃/min的升温速率将炉温升至1000～1300℃，并保温1～4小时，随后以2-10℃/min的速率降至室温，开炉后取出附有过渡碳层的样块，用无水乙醇超声清洗并干燥后获得石墨材料的过渡碳层；
3)SiC抗氧化涂层的制备：选用含铝聚碳硅烷(PACS)溶于二甲苯，加热搅拌配制成10wt％～40wt％质量百分比的含铝聚碳硅烷(PACS)/二甲苯溶液；将经过步骤2)得到的含过渡碳层的石墨样块置于浸渍罐中，抽真空至-0.1MPa，将配好的上述含铝聚碳硅烷(PACS)/二甲苯溶液注入浸渍罐中，保持真空状态浸渍1～5小时，然后从浸渍罐中取出被含铝聚碳硅烷(PACS)/二甲苯溶液浸渍的所述样块，真空烘干后放入气氛炉中，通入惰性气体作为保护气体，以0.2～2℃/min升温速率将炉温升至1000～1300℃，并保温1～4小时，随后以2-10℃/min的速率降至室温，开炉后取出样块，用无水乙醇超声清洗并干燥后获得石墨材 料的过渡碳层和SiC保护涂层；
4)硅酸钠Na2SiO3表面保护涂层的制备：将九水合偏硅酸钠(Na2SiO3.9H2O)配制成10wt％～30wt％的Na2SiO3水溶液，将经过步骤3)处理后的样块置于浸渍罐中，抽真空至-0.1MPa，将配好的上述Na2SiO3水溶液注入罐中，保持真空状态浸渍1～5小时，然后从浸渍罐中取出样块，烘干后置于气氛炉中，通入惰性气体作为保护气体，以0.2～10℃/min升温速率将炉温升至500℃～1000℃，并保温1～3小时，完成硅酸钠外层的制备，即得到石墨材料的C/SiC/Na2SiO3抗氧化复合涂层。
优选在步骤2)中，所述的碳过渡层的制备中使用的前驱体为掺硼的酚醛树脂(FB)，其分子结构中引入B-O键，因B-O键的键能高于一般酚醛树脂链节中苯环的C-C键，故抗氧化性和耐高温性能优于普通酚醛树脂；掺硼的酚醛树脂(FB)裂解得到的碳热膨胀系数介于石墨基体与SiC抗氧化涂层之间，能够有效缓解二者热膨胀系数的不匹配性，增强抗热震性。
优选步骤3)所述的SiC抗氧化涂层的制备过程需重复4次，前3次所用浸渍液的浓度由从稀到浓，从而保证稀浓度溶液先对样品进行浸润，后续高浓度溶液浸入形成梯度涂层，避免了同一浓度浸渍和先浓后稀浸渍造成的后续溶液难以浸入问题；前3次浸渍完样品的烧结温度为1000～1200℃，最后一次采用稀浓度溶液浸渍，烧结温度提高到1300℃，使所得SiC涂层从无定形态转变为微晶态，提高其机械强度和抗氧化性。
优选步骤4)所述的硅酸钠Na2SiO3表面保护涂层的制备中，Na2SiO3表面保护涂层采用Na2SiO3·9H2O水溶液浸渍，然后热处理失去结晶水，得到Na2SiO3保护涂层，Na2SiO3能在1500℃高温环境下长期稳定存在，且不发生相变，另外，Na2SiO3熔点为1088℃，熔融时能均匀铺展在石墨材料表面，形成致密的 膜，起到封孔、抗氧化保护作用，选用Na2SiO3作为外涂层材料。
优选步骤2)-4)中，所述的惰性气体为氮气、氩气、氦气中的一种或几种的混合。
所制备的复合涂层可在1100℃静态空气中氧化500小时后，氧化失重小于23wt％，1100℃抗热震100次不脱落。
附图说明
图1为本发明实施例4制备的C/SiC/Na2SiO3涂层表面的XRD图，其中横坐标为衍射角2θ，单位为°；纵坐标为衍射峰强度，单位为a.u.；
图2为本发明实施例4制备的C/SiC/Na2SiO3涂层的断面扫描电镜照片及元素分布EDX。
具体实施方式
实施例1
1)石墨原材料的预处理：对石墨材料进行表面打磨、抛光处理，然后用无水乙醇置于超声波发生器中清洗干净，放入真空烘箱中烘干；
2)过渡碳层的制备：取市售的分析纯掺硼酚醛树脂(FB)和无水乙醇，经60℃加热搅拌配制出30wt％的FB/无水乙醇溶液；将石墨样块置于浸渍罐中，抽真空到-0.1MPa，将配好的上述溶液注入罐中，保持真空状态浸渍2小时，然后从浸渍罐中取出石墨样块，真空烘干；将烘干后的样块放入箱式气氛炉中，通入氮气作为保护气体，随后控制气氛炉的升温速率为0.2℃/min升温至1100℃保温2小时，随后以2℃/min的速率降至室温，开炉后取出带有过渡碳层的样块，用无水乙醇超声清洗并干燥后获得石墨材料的过渡碳层；
3)SiC抗氧化涂层的制备：取自产的含铝聚碳硅烷PACS，溶于二甲苯，经70℃加热搅拌分别配制成10wt％、20wt％、30wt％的PACS的二甲苯溶液。将 带有过渡碳层的石墨样块置于浸渍罐中，抽真空到-0.1MPa，将上述浓度为10wt％的溶液注入罐中，保持真空状态浸渍2小时，然后从浸渍罐中取出石墨样块，真空烘干；将烘干后的样块放入箱式气氛炉中，通入氮气作为保护气体，随后控制气氛炉的升温速率为0.2℃/min升温至1100℃保温2小时，随后以2℃/min的速率降至室温，开炉后取出带有SiC保护涂层的样块，用无水乙醇超声清洗并烘干。重复上述工艺，所用浸渍液浓度从稀到浓，分别变成20wt％、30wt％，待分别完成10wt％、20wt％和30wt％浓度溶液的浸渍裂解过程后，第四次采用浓度为10wt％的浸渍液，浸渍工艺与前三次相同，裂解温度升至1300℃保温2小时，其它工艺相同。经过四次浸渍裂解后获得石墨材料的过渡碳层/SiC抗氧化涂层。
4)Na2SiO3外层的制备：取市售的Na2SiO3.9H2O配制成10wt％的Na2SiO3水溶液，将带有过渡碳层和SiC保护涂层的石墨样块置于浸渍罐中，抽真空至-0.1MPa，将配好的上述溶液注入罐中，保持真空状态浸渍1小时，然后从浸渍罐中取出石墨样块烘干，将烘干后的样块置于气氛炉中，通入氮气作为保护气体，以0.2℃/min升温速率将500℃，保温3小时，脱去结晶水，并烧结致密，完成Na2SiO3外层的制备，得到石墨材料C/SiC/Na2SiO3抗氧化复合涂层。
所述的石墨原材料经过打磨、抛光处理，然后用无水乙醇置于超声波发生器中清洗干净，放入真空烘箱中烘干。
所制备的复合涂层在1100℃静态空气中氧化500小时后，氧化失重为22.10wt％，1100℃抗热震100次不脱落。
实施例2
1)石墨原材料的预处理：对石墨材料进行表面打磨、抛光处理，然后用无水乙醇置于超声波发生器中清洗干净，放入真空烘箱中烘干；
2)过渡碳层的制备：取市售的分析纯掺硼酚醛树脂(FB)和无水乙醇，经60℃加热搅拌配制出20wt％的FB/无水乙醇溶液；将石墨样块置于浸渍罐中，抽真空到-0.1MPa，将配好的上述溶液注入罐中，保持真空状态浸渍1小时，然后从浸渍罐中取出石墨样块，真空烘干；将烘干后的样块放入箱式气氛炉中，通入氮气作为保护气体，随后控制气氛炉的升温速率为1℃/min升温至1000℃保温4小时，随后以5℃/min的速率降至室温，开炉后取出带有过渡碳层的样块，用无水乙醇超声清洗并干燥后获得石墨材料的过渡碳层；
3)SiC抗氧化涂层的制备：取自产的含铝聚碳硅烷PACS，溶于二甲苯，经70℃加热搅拌分别配制成20wt％、30wt％、40wt％的PACS的二甲苯溶液。将带有过渡碳层的石墨样块置于浸渍罐中，抽真空到-0.1MPa，将上述浓度为20wt％的溶液注入罐中，保持真空状态浸渍1小时，然后从浸渍罐中取出石墨样块，真空烘干；将烘干后的样块放入箱式气氛炉中，通入氩气作为保护气体，随后控制气氛炉的升温速率为2℃/min升温至至1000℃保温4小时，随后以5℃/min的速率降至室温，开炉后取出带有SiC保护涂层的样块，用无水乙醇超声清洗并烘干。重复上述工艺，所用浸渍液浓度从稀到浓，分别变成30wt％、40wt％，待分别完成20wt％、30wt％和40wt％浓度溶液的浸渍裂解过程后，第四次采用浓度为20wt％的浸渍液，浸渍工艺与前三次相同，裂解温度升至1300℃保温1小时，其它工艺相同。经过四次浸渍裂解后获得石墨材料的过渡碳层/SiC抗氧化涂层。
4)Na2SiO3外层的制备：取市售的Na2SiO3.9H2O配制成30wt％的Na2SiO3水溶液，将带有过渡碳层和SiC保护涂层的石墨样块置于浸渍罐中，抽真空至-0.1MPa，将配好的上述溶液注入罐中，保持真空状态浸渍4小时，然后从浸渍罐中取出石墨样块烘干，将烘干后的样块置于气氛炉中，通入氦气作为保护气 体，以2℃/min升温速率将1000℃，保温1小时，脱去结晶水，并烧结致密，完成Na2SiO3外层的制备，得到石墨材料C/SiC/Na2SiO3抗氧化复合涂层。
所述的石墨原材料经过打磨、抛光处理，然后用无水乙醇置于超声波发生器中清洗干净，放入真空烘箱中烘干。
所制备的复合涂层在1100℃静态空气中氧化500小时后，氧化失重为13.08wt％，1100℃抗热震100次不脱落。
实施例3
1)石墨原材料的预处理：对石墨材料进行表面打磨、抛光处理，然后用无水乙醇置于超声波发生器中清洗干净，放入真空烘箱中烘干；
2)过渡碳层的制备：取市售的分析纯掺硼酚醛树脂(FB)和无水乙醇，经60℃加热搅拌配制出40wt％的FB/无水乙醇溶液；将石墨样块置于浸渍罐中，抽真空到-0.1MPa，将配好的上述溶液注入罐中，保持真空状态浸渍5小时，然后从浸渍罐中取出石墨样块，真空烘干；将烘干后的样块放入箱式气氛炉中，通入氩气作为保护气体，随后控制气氛炉的升温速率为3℃/min升温至1200℃保温3小时，随后以10℃/min的速率降至室温，开炉后取出带有过渡碳层的样块，用无水乙醇超声清洗并干燥后获得石墨材料的过渡碳层；
3)SiC抗氧化涂层的制备：取自产的含铝聚碳硅烷PACS，溶于二甲苯，经70℃加热搅拌分别配制成20wt％、30wt％、40wt％的PACS的二甲苯溶液。将带有过渡碳层的石墨样块置于浸渍罐中，抽真空到-0.1MPa，将上述浓度为20wt％的溶液注入罐中，保持真空状态浸渍5小时，然后从浸渍罐中取出石墨样块，真空烘干；将烘干后的样块放入箱式气氛炉中，通入氩气作为保护气体，随后控制气氛炉的升温速率为2℃/min升温至至1200℃保温3小时，随后以10℃/min的速率降至室温，开炉后取出带有SiC保护涂层的样块，用无水乙醇超 声清洗并烘干。重复上述工艺，所用浸渍液浓度从稀到浓，分别变成30wt％、40wt％，待分别完成20wt％、30wt％和40wt％浓度溶液的浸渍裂解过程后，第四次采用浓度为20wt％的浸渍液，浸渍工艺与前三次相同，裂解温度升至1300℃保温4小时，其它工艺相同。经过四次浸渍裂解后获得石墨材料的过渡碳层/SiC抗氧化涂层。
4)Na2SiO3外层的制备：取市售的Na2SiO3.9H2O配制成20wt％的Na2SiO3水溶液，将带有过渡碳层和SiC保护涂层的石墨样块置于浸渍罐中，抽真空至-0.1MPa，将配好的上述溶液注入罐中，保持真空状态浸渍2小时，然后从浸渍罐中取出石墨样块烘干，将烘干后的样块置于气氛炉中，通入氮气作为保护气体，以10℃/min升温速率将800℃，保温2小时，脱去结晶水，并烧结致密，完成Na2SiO3外层的制备，得到石墨材料C/SiC/Na2SiO3抗氧化复合涂层。
所述的石墨原材料经过打磨、抛光处理，然后用无水乙醇置于超声波发生器中清洗干净，放入真空烘箱中烘干。
所制备的复合涂层在1100℃静态空气中氧化500小时后，氧化失重为6.05wt％，1100℃抗热震100次不脱落。
实施例4
1)石墨原材料的预处理：对石墨材料进行表面打磨、抛光处理，然后用无水乙醇置于超声波发生器中清洗干净，放入真空烘箱中烘干；
2)过渡碳层的制备：取市售的分析纯掺硼酚醛树脂(FB)和无水乙醇，经60℃加热搅拌配制出20wt％的FB/无水乙醇溶液；将石墨样块置于浸渍罐中，抽真空到-0.1MPa，将配好的上述溶液注入罐中，保持真空状态浸渍1小时，然后从浸渍罐中取出石墨样块，真空烘干；将烘干后的样块放入箱式气氛炉中，通入氩气作为保护气体，随后控制气氛炉的升温速率为0.5℃/min升温至1300℃ 保温1小时，随后以3℃/min的速率降至室温，开炉后取出带有过渡碳层的样块，用无水乙醇超声清洗并干燥后获得石墨材料的过渡碳层；
3)SiC抗氧化涂层的制备：取自产的含铝聚碳硅烷PACS，溶于二甲苯，经70℃加热搅拌分别配制成15wt％、25wt％、35wt％的PACS的二甲苯溶液。将带有过渡碳层的石墨样块置于浸渍罐中，抽真空到-0.1MPa，将上述浓度为15wt％的溶液注入罐中，保持真空状态浸渍3小时，然后从浸渍罐中取出石墨样块，真空烘干；将烘干后的样块放入箱式气氛炉中，通入氩气作为保护气体，随后控制气氛炉的升温速率为1℃/min升温至至1200℃保温1小时，随后以8℃/min的速率降至室温，开炉后取出带有SiC保护涂层的样块，用无水乙醇超声清洗并烘干。重复上述工艺，所用浸渍液浓度从稀到浓，分别变成25wt％、35wt％，待分别完成15wt％、25wt％和35wt％浓度溶液的浸渍裂解过程后，第四次采用浓度为15wt％的浸渍液，浸渍工艺与前三次相同，裂解温度升至1300℃保温3小时，其它工艺相同。经过四次浸渍裂解后获得石墨材料的过渡碳层/SiC抗氧化涂层。
4)Na2SiO3外层的制备：取市售的Na2SiO3.9H2O配制成20wt％的Na2SiO3水溶液，将带有过渡碳层和SiC保护涂层的石墨样块置于浸渍罐中，抽真空至-0.1MPa，将配好的上述溶液注入罐中，保持真空状态浸渍3小时，然后从浸渍罐中取出石墨样块烘干，将烘干后的样块置于气氛炉中，通入氮气作为保护气体，以5℃/min升温速率将700℃，保温3小时，脱去结晶水，并烧结致密，完成Na2SiO3外层的制备，得到石墨材料C/SiC/Na2SiO3抗氧化复合涂层。
所述的石墨原材料经过打磨、抛光处理，然后用无水乙醇置于超声波发生器中清洗干净，放入真空烘箱中烘干。
所制备的复合涂层在1100℃静态空气中氧化500小时后，氧化失重为2.03 wt％，1100℃抗热震100次不脱落。
将所得的石墨材料C/SiC/Na2SiO3复合涂层试样用(仪器型号)X-射线衍射仪分析样品，发现涂层所得图谱为C、碳化硅、硅酸钠的衍射峰(图1)。将该样品用(仪器型号)扫描电子显微镜进行观察，从照片可以看出涂层断面的形貌：表面均匀致密、没有微裂纹及微孔产生，且EDX元素分析显示结果与XRD分析结果一致。
本发明已经通过具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本发明所要保护的范围。
Claims (6)
1.一种适用于石墨材料的C/SiC/Na2SiO3抗氧化复合涂层的制备方法，其特征在于：所述的石墨材料为基体，C/SiC/Na2SiO3为抗氧化复合涂层材料，
1)石墨材料前处理：对石墨样块进行表面预处理，包括表面抛光、清洗和干燥；
2)碳过渡层的制备：前驱体选用掺硼的热固性酚醛树脂(FB)，将该前驱体溶于无水乙醇，加热搅拌制成20wt％～40wt％浓度的掺硼的热固性酚醛树脂(FB)/无水乙醇溶液，再将经过步骤(1)中所述的前处理的石墨样块置于浸渍罐中，抽真空至-0.1MPa，将配好的上述掺硼的热固性酚醛树脂(FB)/无水乙醇溶液注入所述的浸渍罐中，保持真空状态浸渍1～5小时，然后从所述的浸渍罐中取出石墨样块，真空烘干，放入气氛炉中，通入惰性气体作为保护气体，以0.2～3℃/min的升温速率将炉温升至1000～1300℃，并保温1～4小时，随后以2-10℃/min的速率降至室温，开炉后取出附有过渡碳层的样块，用无水乙醇超声清洗并干燥后获得石墨材料的过渡碳层；
3)SiC抗氧化涂层的制备：选用含铝聚碳硅烷(PACS)溶于二甲苯，加热搅拌配制成10wt％～40wt％质量百分比的含铝聚碳硅烷(PACS)/二甲苯溶液；将经过步骤2)得到的含过渡碳层的石墨样块置于浸渍罐中，抽真空至-0.1MPa，将配好的上述含铝聚碳硅烷(PACS)/二甲苯溶液注入浸渍罐中，保持真空状态浸渍1～5小时，然后从浸渍罐中取出被含铝聚碳硅烷(PACS)/二甲苯溶液浸渍的所述样块，真空烘干后放入气氛炉中，通入惰性气体作为保护气体，以0.2～2℃/min升温速率将炉温升至1000～1300℃，并保温1～4小时，随后以2-10℃/min的速率降至室温，开炉后取出样块，用无水乙醇超声清洗并干燥后获得石墨材料的过渡碳层和SiC保护涂层；
4)Na2SiO3表面保护涂层的制备：将Na2SiO3·9H2O配制成10wt％～30wt％的Na2SiO3水溶液，将经过步骤3)处理后的样块置于浸渍罐中，抽真空至-0.1MPa，将配好的上述Na2SiO3水溶液注入罐中，保持真空状态浸渍1～5小时，然后从浸渍罐中取出样块，烘干后置于气氛炉中，通入惰性气体作为保护气体，以0.2～10℃/min升温速率将炉温升至500℃～1000℃，并保温1～3小时，完成硅酸钠外层的制备，即得到石墨材料的C/SiC/Na2SiO3抗氧化复合涂层。
2.根据权利要求1所述的适用于石墨材料的C/SiC/Na2SiO3抗氧化复合涂层的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的碳过渡层的制备中使用的前驱体为掺硼的酚醛树脂(FB)，其分子结构中引入B-O键，因B-O键的键能高于一般酚醛树脂链节中苯环的C-C键，故抗氧化性和耐高温性能优于普通酚醛树脂；掺硼的酚醛树脂(FB)裂解得到的碳热膨胀系数介于石墨基体与SiC抗氧化涂层之间，能够有效缓解二者热膨胀系数的不匹配性，增强抗热震性。
3.根据权利要求1所述的适用于石墨材料的C/SiC/Na2SiO3抗氧化复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤3)所述的SiC抗氧化涂层的制备过程需重复4次，前3次所用浸渍液的浓度由从稀到浓，从而保证稀浓度溶液先对样品进行浸润，后续高浓度溶液浸入形成梯度涂层，避免了同一浓度浸渍和先浓后稀浸渍造成的后续溶液难以浸入问题；前3次浸渍完样品的烧结温度为1000～1200℃，最后一次采用稀浓度溶液浸渍，烧结温度提高到1300℃，使所得SiC涂层从无定形态转变为微晶态，提高其机械强度和抗氧化性。
4.根据权利要求1-3之一所述的适用于石墨材料的C/SiC/Na2SiO3抗氧化复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤4)所述的Na2SiO3表面保护涂层的制备中，Na2SiO3表面保护涂层采用Na2SiO3·9H2O水溶液浸渍，然后热处理失去结晶水，得到Na2SiO3保护涂层，Na2SiO3能在1500℃高温环境下长期稳定存在，且不发生相变，另外，Na2SiO3熔点为1088℃，熔融时能均匀铺展在石墨材料表面，形成致密的膜，起到封孔、抗氧化保护作用，选用Na2SiO3作为外涂层材料。
5.根据权利要求1-3之一所述的适用于石墨材料的C/SiC/Na2SiO3抗氧化复合涂层的制备方法，步骤2)-4)中，所述的惰性气体为氮气、氩气、氦气中的一种或几种的混合。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的方法制备得到的用于石墨材料的C/SiC/Na2SiO3抗氧化复合涂层。
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