CN107522492A - 一种抗氧化涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种抗氧化涂层及其制备方法，该方法包括步骤：(1)、石墨基体表面打磨、超声清洗并烘干；(2)、将氯铂酸粉末溶解在无水乙醇中，制备催化剂溶液；(3)、将聚碳硅烷溶液和催化剂溶液混合搅拌，获得混合溶液，调节混合溶液的pH值至8～9；(4)、将石墨基体浸渍在混合溶液中，然后进行交联反应；(5)、将交联产物置于高温管式炉中进行高温反应，形成碳化硅晶须层；(6)、将高温处理后的样品包埋在混合粉末中，在高温管式炉中进行热处理，形成碳化硅涂层。本发明经浸渍、烧结获得的碳化硅涂层，表现出良好的高温抗氧化性能，所获得的涂层连续致密，氧化过程中，碳化硅涂层表面微孔能够愈合。

Description

一种抗氧化涂层及其制备方法
技术领域
本申请涉及一种抗氧化涂层及其制备方法。
背景技术
碳化硅晶须是一种高模量、强度高、硬度大、耐磨、耐腐蚀、耐高温的轻质结构材料，主要用于制备陶瓷基、金属基、树脂基等复合材料，以提高材料的强度、硬度、抗磨等性能，在宇航、原子能、汽车、船舶、新材料、化学、电力、石油、电子、环境、机械、冶金等工业领域有着广泛的用途。目前，最普遍的应用是碳化硅晶须增强增韧氧化铝和氮化硅制做切削刀具、压模充头等。
碳材料在氧化环境下的快速氧化严重影响了碳材料优异性能的发挥，大大限制了其在高温氧化性气氛中的应用，因此提高碳材料的抗氧化性能具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗氧化涂层及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开一种抗氧化涂层，包括依次形成于石墨基体表面的碳化硅晶须层和碳化硅涂层。
相应的，本申请还公开了一种在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法，包括以下步骤：
(1)、石墨基体表面打磨、超声清洗并烘干；
(2)、将氯铂酸粉末溶解在无水乙醇中，制备催化剂溶液；
(3)、将聚碳硅烷溶液和催化剂溶液混合搅拌，获得混合溶液，调节混合溶液的pH值至8～9；
(4)、将石墨基体浸渍在混合溶液中，然后进行交联反应；
(5)、将交联产物置于高温管式炉中进行高温反应，形成碳化硅晶须层；
(6)、将高温处理后的样品包埋在混合粉末中，在高温管式炉中进行热处理，形成碳化硅涂层。
优选的，在所述的在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法中，步骤(2)中，催化剂溶液的浓度为1.5％。
优选的，在所述的在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法中，步骤(3)中，加入稀氨水调节混合溶液的pH值至8～9。
优选的，在所述的在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法中，步骤(4)中，浸渍压力为0.5MPa，浸渍时间为40分钟。
优选的，在所述的在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法中，步骤(4)中，在100℃下进行交联反应4小时。
优选的，在所述的在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法中，步骤(5)中，高温反应，升温速率2℃/min，反应温度1800℃，反应时间3小时。
优选的，在所述的在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法中，步骤(6)中，热处理，升温速率4℃/min，反应温度2000℃，反应时间8小时。
优选的，在所述的在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法中，步骤(6)中，混合粉末中，硅和碳的质量比为2:1。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明经浸渍、烧结获得的碳化硅涂层，表现出良好的高温抗氧化性能，所获得的涂层连续致密，氧化过程中，碳化硅涂层表面微孔能够愈合，在1600℃下氧化6小时，氧化失重在0.8％以下。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
一种抗氧化涂层，包括依次形成于石墨基体表面的碳化硅晶须层和碳化硅涂层。
在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法包括以下步骤：
(1)、石墨基体表面打磨、超声清洗并烘干；
(2)、将氯铂酸粉末溶解在无水乙醇中，制备催化剂溶液，该催化剂溶液的浓度为1.5％；
(3)、将聚碳硅烷溶液和催化剂溶液混合搅拌，获得混合溶液，加入稀氨水调节混合溶液的pH值至8～9；
(4)、将石墨基体浸渍在混合溶液中，浸渍压力为0.5MPa，浸渍时间为40分钟，然后在100℃下进行交联反应4小时；
(5)、将交联产物置于高温管式炉中进行高温反应，升温速率2℃/min，反应温度1800℃，反应时间3小时，形成碳化硅晶须层；
(6)、将高温处理后的样品包埋在混合粉末中，混合粉末中，硅和碳的质量比为2:1，在高温管式炉中进行热处理，升温速率4℃/min，反应温度2000℃，反应时间8小时，形成碳化硅涂层。
经浸渍、烧结获得的碳化硅涂层，表现出良好的高温抗氧化性能，所获得的涂层连续致密，氧化过程中，碳化硅涂层表面微孔能够愈合，在1600℃下氧化6小时，氧化失重在0.8％以下。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (9)

1.一种抗氧化涂层，其特征在于，包括依次形成于石墨基体表面的碳化硅晶须层和碳化硅涂层。
2.一种在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、石墨基体表面打磨、超声清洗并烘干；
(2)、将氯铂酸粉末溶解在无水乙醇中，制备催化剂溶液；
(3)、将聚碳硅烷溶液和催化剂溶液混合搅拌，获得混合溶液，调节混合溶液的pH值至8～9；
(4)、将石墨基体浸渍在混合溶液中，然后进行交联反应；
(5)、将交联产物置于高温管式炉中进行高温反应，形成碳化硅晶须层；
(6)、将高温处理后的样品包埋在混合粉末中，在高温管式炉中进行热处理，形成碳化硅涂层。
3.根据权利要求2所述的在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法，其特征在于：步骤(2)中，催化剂溶液的浓度为1.5％。
4.根据权利要求2所述的在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法，其特征在于：步骤(3)中，加入稀氨水调节混合溶液的pH值至8～9。
5.根据权利要求2所述的在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法，其特征在于：步骤(4)中，浸渍压力为0.5MPa，浸渍时间为40分钟。
6.根据权利要求2所述的在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法，其特征在于：步骤(4)中，在100℃下进行交联反应4小时。
7.根据权利要求2所述的在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法，其特征在于：步骤(5)中，高温反应，升温速率2℃/min，反应温度1800℃，反应时间3小时。
8.根据权利要求2所述的在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法，其特征在于：步骤(6)中，热处理，升温速率4℃/min，反应温度2000℃，反应时间8小时。
9.根据权利要求2所述的在石墨基体表面制备抗氧化涂层的方法，其特征在于：步骤(6)中，混合粉末中，硅和碳的质量比为2:1。
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陈旸: "碳材料表面抗氧化涂层的制备及性能研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

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