CN114057501B - 一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料及其制备方法。所述方法包括：在纤维预制体上形成碳界面层；高温石墨化处理；前期致密化处理；开孔处理；后期致密化处理；对经过致密化处理的复合材料上形成抗冲刷陶瓷涂层。本发明还涉及由所述方法制得的高致密抗冲刷陶瓷基复合材料。本发明通过在基体致密化过程中增加高温开孔处理步骤，然后在致密化基体上涂制超高温陶瓷涂层，从而提升了陶瓷基复合材料的致密度和耐温等级，进而提高了材料的抗冲刷和耐烧蚀性能。

Description

一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料及制备技术领域，尤其涉及一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料及其制备方法。
背景技术
先进耐高温材料技术是支撑高性能飞行器的关键技术。该类材料在使用过程中最高温度超过2200℃，需承受长时间的高温、强氧化和强气流冲刷环境，工作条件恶劣，因而对高温结构材料的高导热、高温维型、高温耐烧蚀抗冲刷性能提出了苛刻要求。传统超高温陶瓷基复合材料热导率较低、致密性不足，在长时、高速飞行过程中热量在材料前端聚集，加剧了复合材料的高温氧化烧蚀和冲刷，无法满足结构件的微烧蚀性能要求。因此，非常有必要提供一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料及其制备方法，为后期应用提供热防护材料和制备技术支撑。
发明内容
为了解决现有技术中存在的材料冲刷量大的问题，本发明提供了一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明在第一方面提供了一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)碳界面层制备：采用化学气相沉积法在纤维预制体上形成热解碳界面层，制得含碳界面层预制体；
(2)石墨化处理：将所述含界面层预制体进行石墨化预处理，制得石墨化基体；
(3)前期致密化处理：利用前期致密化用陶瓷前驱体浸渍所述石墨化基体并经固化和裂解，得到前期致密化复合材料；
(4)开孔处理：将所述前期致密化复合材料进行开孔处理，制得开孔复合材料；
(5)后期致密化处理：利用后期致密化用陶瓷前驱体浸渍所述开孔复合材料并经固化和裂解，制得后期致密化复合材料；
(6)抗冲刷陶瓷涂层制备：在所述后期致密化复合材料的表面涂制抗冲刷陶瓷涂层，制得所述高致密抗冲刷陶瓷基复合材料。
在一些优选的实施方式中，所述纤维预制体采用三维三向正交结构。更优选的是，三个方向采用高导热碳纤维或PAN基碳纤维进行单独或混合编织。在另外一些优选的实施方式中，所述纤维预制体的体积分数为40～60％，体积密度为0.9～1.2g/cm3。
在另一些优选的实施方式中，在步骤(1)中采用所述化学气相沉积法在纤维预制体上形成热解碳界面层时，沉积时间100～200h，温度1000～1100℃，所沉积的碳界面层的厚度0.5～1μm。
在另一些优选的实施方式中，在步骤(2)中，所述石墨化处理的处理温度2800～3200℃，处理时间为1～3h。
在另一些优选的实施方式中，在步骤(3)中，所述前期致密化用陶瓷前驱体包括聚碳硅烷陶瓷前驱体和碳化铪陶瓷前驱体。更优选的是，先采用所述聚碳硅烷陶瓷前驱体进行1～2轮次浸渍、固化、裂解，然后再采用所述碳化铪陶瓷前驱体进行15～20轮次浸渍、固化、裂解，直至裂解后所得的复合材料的质量增重＜1％。进一步优选的是，所述聚碳硅烷陶瓷前驱体的裂解温度为900～1200℃，单次裂解时间为2～4h；和/或所述碳化铪陶瓷前驱体的裂解温度为1400～1650℃，单次裂解时间为2～4h。
在另一些优选的实施方式中，在步骤(4)中，所述开孔处理在惰性气氛中进行，处理温度为1800℃～2400℃，保温时间2～3h。
在另一些优选的实施方式中，在步骤(5)中，所述后期致密化用陶瓷前驱体为碳化铪陶瓷前驱体。更优选的是，采用所述后期致密化用陶瓷前驱体进行10～15轮次浸渍、固化和裂解循环，直至最后一次裂解后制得的复合材料的质量增重＜0.5％，所述裂解的裂解温度为1500～1700℃，单次裂解时间为2～4h。
在另一些优选的实施方式中，在步骤(6)中，所述抗冲刷陶瓷涂层为HfB2-La2O3超高温陶瓷涂层，所述涂制采用喷涂尤其是等离子体喷涂或者物理气相沉积的方式进行。更优选的是，所述涂制的方法选自由大气等离子喷涂、低压/真空等离子喷涂、等离子-物理气相沉积组成的组中的一种或多种。另外优选的是，在所述HfB2-La2O3超高温陶瓷涂层中，HfB2的质量分数为65～85％，La2O3的质量分数为15～35％，所述抗冲刷陶瓷涂层的厚度200～500μm，孔隙率＜10％。
本发明在第二方面提供了所述复合材料包括致密化纤维基体和形成于所述致密化纤维基体上的耐高温抗冲刷陶瓷涂层，所述致密化纤维基体由纤维预制体和致密性陶瓷基体复合而成。优选的是，所述致密性陶瓷基体为Cf/HfC-SiC陶瓷基体，所述耐高温抗冲刷陶瓷涂层为Cf/HfC-SiC涂层。另外优选的是，所述纤维预制体为具有三维三向正交结构的纤维预制体；更优选的是，所述三维三向正交结构的三个方向采用高导热碳纤维或聚丙烯腈基碳纤维进行单独或混合编织；进一步优选的是，所述纤维预制体的体积分数为40～60％，体积密度为0.9～1.2g/cm3。另外优选的是，所述复合材料由本发明第一方面所述的制备方法制得。
本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
(1)本发明通过在基体致密化过程中增加高温开孔处理的方式，提升了陶瓷基复合材料的致密度和耐温等级，进而提高了材料的抗冲刷和耐烧蚀性能。
(2)本发明采用等离子喷涂法制备HfB2-La2O3超高温陶瓷涂层。所述HfB2-La2O3与复合材料中HfC基体的热物理性质接近，涂层与复合材料基体间结合强度高；热膨胀系数接近，在高温烧蚀冲刷过程中产生的热应力较小；此外，HfB2-La2O3在高温氧化后形成高熔点的致密HfO2-La2O3氧化物(熔点＞2200℃)，具有较强的抗燃气冲刷作用。
附图说明
图1为实施例1中制得的高致密抗冲刷复合材料的断口截面微观形貌。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如上所述，本发明在第一方面提供了一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)碳界面层制备：采用化学气相沉积法在纤维预制体上形成热解碳界面层，制得含碳界面层预制体；
(2)石墨化处理：将所述含界面层预制体进行石墨化预处理，制得石墨化基体；
(3)前期致密化处理：利用前期致密化用陶瓷前驱体浸渍所述石墨化基体并经固化和裂解，得到前期致密化复合材料；
(4)开孔处理：将所述前期致密化复合材料进行开孔处理，制得开孔复合材料；
(5)后期致密化处理：利用后期致密化用陶瓷前驱体浸渍所述开孔复合材料并经固化和裂解，制得后期致密化复合材料；
(6)抗冲刷陶瓷涂层制备：在所述后期致密化复合材料的表面涂制抗冲刷陶瓷涂层，制得所述高致密抗冲刷陶瓷基复合材料。
在一些优选的实施方式中，所述纤维预制体采用三维三向正交结构。更优选的是，在三维三向正交结构中，三个方向采用高导热碳纤维(例如为购自陕西天策新材料科技有限公司的高导热碳纤维，型号TC-20)或PAN基碳纤维(聚丙烯腈基碳纤维，例如可以购自中复神鹰、东丽、东邦)进行单独或混合编织。在另外一些优选的实施方式中，所述纤维预制体的体积分数为40～60％(例如为50％)，体积密度为0.9～1.2g/cm3(例如1.0或1.1g/cm3)。
在另一些优选的实施方式中，在步骤(1)中采用所述化学气相沉积法在纤维预制体上形成热解碳界面层时，沉积时间100～200h(例如150h)，温度1000～1100℃(例如为1050℃)，所沉积的碳界面层的厚度0.5～1μm(例如为0.6或0.8μm)。本发明对所述热解碳界面层使用的碳源没有特别的限制，例如可以为丙烷。
在另一些优选的实施方式中，在步骤(2)中，所述石墨化处理的处理温度2800～3200℃(例如为2900、3000或3100℃)，处理时间为1～3h(例如2h)。
在另一些优选的实施方式中，在步骤(3)中，所述前期致密化用陶瓷前驱体包括聚碳硅烷陶瓷前驱体和碳化铪陶瓷前驱体。更优选的是，先采用所述聚碳硅烷陶瓷前驱体进行1～2轮次浸渍、固化、裂解，然后再采用所述碳化铪陶瓷前驱体进行15～20轮次浸渍、固化、裂解，直至裂解后所得的复合材料的质量增重＜1％。进一步优选的是，所述聚碳硅烷陶瓷前驱体的裂解温度为900～1200℃，单次裂解时间为2～4h；和/或所述碳化铪陶瓷前驱体的裂解温度为1400～1650℃，单次裂解时间为2～4h。
本发明对所述前期致密化用陶瓷前驱体的浓度没有特别的限制，例如可以是前驱体固含量为40％至70％(例如50或60％)的浆料。在所述前期致密化用陶瓷前驱体包括聚碳硅烷陶瓷前驱体和碳化铪陶瓷前驱体的情况下，所述聚碳硅烷陶瓷前驱体可以是前驱体固含量为40％至70％(例如50或60％)的二甲苯溶液；所述碳化铪陶瓷前驱体可以是前驱体固含量为40％至70％(例如50或60％)的二甲苯溶液。
在另一些优选的实施方式中，在步骤(4)中，所述开孔处理在惰性气氛(例如氮气或氩气)中进行，处理温度为1800℃～2400℃(例如为1900、2000、2100、2200或2300℃)，保温时间2～3h(例如为2.5h)。
在另一些优选的实施方式中，在步骤(5)中，所述后期致密化用陶瓷前驱体为碳化铪陶瓷前驱体。更优选的是，采用所述后期致密化用陶瓷前驱体进行10～15轮次(例如11、12、13或14轮次)浸渍、固化和裂解循环，直至最后一次裂解后制得的复合材料的质量增重＜0.5％，所述裂解的裂解温度为1500～1700℃(例如为1600℃)，单次裂解时间为2～4h(例如为3h)。
本发明对所述后期致密化用陶瓷前驱体的浓度没有特别的限制，例如可以是前驱体固含量为40％至70％(例如50或60％)的浆料。
在另一些优选的实施方式中，在步骤(6)中，所述抗冲刷陶瓷涂层为HfB2-La2O3超高温陶瓷涂层。本发明人研究发现，所述HfB2-La2O3与含有HfC陶瓷相的复合材料的热物理性质接近，HfB2-La2O3涂层与复合材料基体间结合强度高；热膨胀系数接近，在高温烧蚀冲刷过程中产生的热应力较小。此外，HfB2-La2O3涂层在高温氧化后形成高熔点的致密HfO2-La2O3氧化物(熔点＞2200℃)，具有很强的抗燃气冲刷作用(HfO2高温下形成耐高温骨架结构，La2O3在高温下熔融后可以填补HfO2骨架结构中的缝隙，保持涂层的高致密抗冲刷性能，起到协同抗烧蚀耐冲刷作用)。
在一些优选的实施方式中，所述涂制采用喷涂尤其是等离子体喷涂或者物理气相沉积的方式进行。更优选的是，所述涂制的方法选自由大气等离子喷涂、低压/真空等离子喷涂、等离子-物理气相沉积组成的组中的一种或多种，例如采用HfB2和La2O3的混合粉体进行喷涂。
在另外优选的实施方式中，在所述HfB2-La2O3超高温陶瓷涂层中，HfB2的质量分数为65～85％(例如为70、75或80％)，La2O3的质量分数为15～35％(例如为20、25或30％)。HfB2的质量分数过高或过低会导致高温下无法形成致密抗冲刷的HfO2-La2O3氧化层。
本发明对所述抗冲刷陶瓷涂层的厚度和孔隙率没有特别的限制，只要对产品性能产生不可接受的不利影响即可。但是，在一些优选的实施方式中，所述抗冲刷陶瓷涂层的厚度可以为200～500μm(例如为300或400μm)，孔隙率＜10％，例如小于8％。
在一些更具体的实施方式中，所述方法包括如下步骤：
(1)复合材料预制体编织：采用三维三向正交结构，三个方向采用高导热中间相沥青基碳纤维或PAN基碳纤维进行单独或混合编织，制得纤维预制体；
(2)碳界面层制备：先采用化学气相沉积法在所述纤维预制体上制备热解碳界面层，沉积时间100～200h，温度1000～1100℃，界面层厚度0.5～1μm，制得含碳界面层预制体；
(3)石墨化处理：对所述含碳界面层预制体进行高温石墨化处理，处理温度2800～3200℃，时间1～3h，制得石墨化基体；
(4)前期致密化：将所述石墨化基体浸入陶瓷前驱体溶液，经过固化、裂解工艺实现基体制备；陶瓷前驱体选用聚碳硅烷陶瓷前驱体和碳化铪陶瓷前驱体，经过重复交替浸渍、固化、裂解，直至裂解后复合材料质量增重＜1％，制得前期致密化复合材料；
(5)开孔处理：将前期致密化后的复合材料进行高温开孔处理；开孔处理温度为1800℃～2400℃，气氛为惰性气氛(例如氮气和/或氩气)，保温时间2～3h，制得，制得开孔复合材料。
(6)后期致密化处理：继续采用碳化铪陶瓷前驱体和浸渍-固化-裂解工艺对复合材料进行后期致密化处理，直至最后一次裂解后复合材料质量增重＜0.5％，制得后期致密化复合材料；
(7)抗冲刷陶瓷涂层制备：采用等离子喷涂法在复合材料表面制备HfB2-La2O3超高温抗冲刷陶瓷涂层，HfB2的质量分数范围为65～85％，La2O3的质量分数范围为15～35％，涂层厚度200～500μm，孔隙率＜10％。
本发明在第二方面提供了一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料，所述复合材料包括致密化纤维基体和形成于所述致密化纤维基体上的耐高温抗冲刷陶瓷涂层，所述致密化纤维基体由纤维预制体和致密性陶瓷基体复合而成。
在一些优选的实施方式中，所述致密性陶瓷基体为Cf/HfC-SiC陶瓷基体，所述耐高温抗冲刷陶瓷涂层为Cf/HfC-SiC涂层。于是，高致密抗冲刷陶瓷基复合材料可以称为HfB2-La2O3涂层Cf/HfC-SiC致密化纤维复合材料。
在另外一些优选的实施方式中，所述纤维预制体为具有三维三向正交结构的纤维预制体。更优选的是，所述三维三向正交结构的三个方向采用高导热碳纤维或聚丙烯腈基碳纤维进行单独编织或混合编织。进一步优选的是，所述纤维预制体的体积分数为40～60％(例如为50％)，体积密度为0.9～1.2g/cm3(例如为1.0或1.1g/cm3)。
在一些优选的实施方式中，所述致密化纤维基体可以通过如下方式制得：(1)采用化学气相沉积法在纤维预制体上形成热解碳界面层，制得含碳界面层预制体；(2)石墨化处理：将所述含界面层预制体进行石墨化预处理，制得石墨化基体；(3)前期致密化处理：利用前期致密化用陶瓷前驱体浸渍所述石墨化基体并经固化和裂解，得到前期致密化复合材料；(4)开孔处理：将所述前期致密化复合材料进行开孔处理，制得开孔复合材料；(5)后期致密化处理：利用后期致密化用陶瓷前驱体浸渍所述开孔复合材料并经固化和裂解，得到后期致密化复合材料。具体细节可以参见本发明第一方面所述的相应内容。
在一些优选的实施方式中，所述耐高温抗冲刷陶瓷涂层为HfB2-La2O3陶瓷涂层，在所述HfB2-La2O3陶瓷涂层中，HfB2的质量分数为65～85％(例如为70、75或80％)，La2O3的质量分数为15～35％(例如为20、25或30％)，所述抗冲刷陶瓷涂层的厚度200～500μm(例如为300或400μm)，孔隙率＜10％。
另外优选的是，所述抗冲刷陶瓷涂层可以采用喷涂尤其是等离子体喷涂或者物理气相沉积的方式进行涂制。更优选的是，所述涂制的方法选自由大气等离子喷涂、低压/真空等离子喷涂、等离子-物理气相沉积组成的组中的一种或多种。
在一些优选的实施方式中，所述高致密抗冲刷陶瓷基复合材料的3.5～4.5g/cm3(例如为4.0g/cm3)。
在一些更优选的实施方式中，所述高致密抗冲刷陶瓷基复合材料由本发明第一方面所述的制备方法制得。
本发明制得的高致密抗冲刷热疏导复合材料可以将前端热量快速向后端传递，增大热辐射面积，降低温度梯度，同时，材料内部非常致密，可以有效抵御高温高速气流冲刷作用。
实施例
下面结合实施例对本发明作进一步说明。这些实施例只是就本发明的优选实施方式进行举例说明，本发明的保护范围不应解释为仅限于这些实施例。
实施例1
一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料及其制备方法，其具体步骤是：
①预制体编织：采用三向正交结构，平行热流方向(标为X向)采用2K高导热碳纤维(购自陕西天策陕西天策新材料科技有限公司)，其他两个方向(Y方向和Z方向)采用PAN基T700碳纤维(购自日本东丽)进行混合编织，碳纤维体积分数为50％，预制体的体积密度为1.0g/cm3。
②碳界面层制备：先采用化学气相沉积法制备热解碳界面层(碳源为丙烷)，沉积时间200h，温度1030℃，制得含碳界面层预制体；随后，对制得含碳界面层预制体进行高温石墨化处理，处理温度3000℃，时间1h，制得石墨化基体。
③前期致密化处理：将石墨化基体浸入陶瓷前驱体溶液，经过固化和裂解工艺制得前期致密化复合材料；工艺如下：a、采用聚碳硅烷陶瓷前驱体(固含量为60％，溶剂为二甲苯)，进行1轮次浸渍、固化和裂解；b、采用碳化铪陶瓷前驱体(固含量为60％，溶剂为二甲苯)，进行20轮次浸渍、固化、裂解；聚碳硅烷前驱体的裂解温度为1000℃，单次裂解时间2h；碳化铪前驱体的裂解温度为1600℃，单次裂解时间为2h。
④开孔处理：所述前期致密化复合材料进行开孔处理，制得开孔复合材料，其中开孔处理的处理温度为2200℃，气氛为惰性气氛(氮气)，保温时间2h。
⑤后期致密化处理：采用碳化铪陶瓷前驱体对所述开孔复合材料再进行12轮次浸渍、固化、裂解，裂解温度为1650℃，单次裂解时间为2h，制得后期致密化复合材料；
⑥涂层制备：利用包含HfB2和La2O3的混合物，采用低压等离子喷涂法在后期致密化复合材料的表面制备HfB2-La2O3超高温抗冲刷陶瓷涂层，HfB2的质量分数范围为80％，La2O3的质量分数范围为20％，涂层厚度300μm。
所制得的高致密抗冲刷复合材料的截面微观形貌如图1所示。黑色区域代表碳纤维，白色区域为高致密陶瓷基体，从图1可以看出，复合材料非常致密，孔隙率经测定仅为～3％。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于：预制体编织时：采用平行热流方向(标为X向)和其他两个方向(Y方向和Z方向)都采用PAN基T700碳纤维(购自日本东丽)进行单独编织。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，不同之处在于：所述纤维预制体的体积分数为40％，体积密度为0.9g/cm3，形成热解碳界面层时的沉积时间100h，温度1100℃，石墨化处理的处理温度2800℃，处理时间为3h，前期致密化处理是所述聚碳硅烷陶瓷前驱体进行2轮次浸渍、固化、裂解循环；聚碳硅烷前驱体的裂解温度为900℃，单次裂解时间4h；碳化铪前驱体的裂解温度为1400℃，单次裂解时间为4h；开孔处理的处理温度为1800℃℃，保温时间3h；后期致密化用陶瓷前驱体进行10轮次浸渍、固化和裂解循环，裂解温度为1500℃，单次裂解时间为4h；HfB2的质量分数为65％，La2O3的质量分数为35％，所述抗冲刷陶瓷涂层的厚度200μm。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于：所述纤维预制体的体积分数为60％，体积密度为1.2g/cm3，形成热解碳界面层时的沉积时间200h，温度1000℃，石墨化处理的处理温度3200℃，处理时间为1h，前期致密化处理是所述聚碳硅烷陶瓷前驱体进行2轮次浸渍、固化、裂解循环；聚碳硅烷前驱体的裂解温度为1200℃，单次裂解时间2h；碳化铪前驱体的裂解温度为1650℃，单次裂解时间为2h；开孔处理的处理温度为2400℃，保温时间2h，后期致密化用陶瓷前驱体进行15轮次浸渍、固化和裂解循环，裂解温度为1700℃，单次裂解时间为2h；HfB2的质量分数为85％，La2O3的质量分数为15％，所述抗冲刷陶瓷涂层的厚度约为500μm。
实施例5
实施例5与实施例1基本相同，不同之处在于：实施例5中未进行第④步高温开孔处理。
实施例6
实施例6与实施例1基本相同，不同之处在于：实施例6中未进行第⑥步骤涂层制备。
实施例7
实施例7与实施例1基本相同，不同之处在于：HfB2的质量分数为100％，La2O3的质量分数为0％。
各实施例制得的极高温抗烧蚀热疏导陶瓷基复合材料的性能指标如表1所示。
表1实施例1～7制得的复合材料的性能指标
Figure GDA0003462401810000121
实施例2中纤维采用PAN基碳纤维，密度和热导率低于沥青基碳纤维，在烧蚀过程中PAN基纤维不能有效将热量疏导到后方，因此线烧蚀率更高。实施例3、4中由于涂层厚度比实施例1中更厚，在烧蚀时容易产生应力集中而部分剥落，导致线烧蚀率比实施例1中大。实施例5由于未进行开孔处理，导致后续致密化过程困难，造成密度低、孔隙率高，线烧蚀率最大。实施例6由于未采用涂层进行热防护，实施例7仅采用HfB2制备涂层，均导致线烧蚀率偏大。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）碳界面层制备：采用化学气相沉积法在纤维预制体上形成热解碳界面层，制得含碳界面层预制体；所述纤维预制体采用三维三向正交结构，三个方向采用高导热碳纤维和聚丙烯腈基碳纤维进行混合编织；
（2）石墨化处理：将所述含碳界面层预制体进行石墨化预处理，制得石墨化基体；
（3）前期致密化处理：利用前期致密化用陶瓷前驱体浸渍所述石墨化基体并经固化和裂解，制得前期致密化复合材料；所述前期致密化为先采用聚碳硅烷陶瓷前驱体进行1~2轮次浸渍、固化、裂解，然后再采用碳化铪陶瓷前驱体进行15~20轮次浸渍、固化、裂解，直至裂解后所得的复合材料的质量增重＜1%；
（4）开孔处理：将所述前期致密化复合材料进行开孔处理，制得开孔复合材料；所述开孔处理在惰性气氛中进行，处理温度为1800℃~2400℃，保温时间2~3h；
（5）后期致密化处理：利用后期致密化用陶瓷前驱体浸渍所述开孔复合材料并经固化和裂解，制得后期致密化复合材料；所述后期致密化采用碳化铪陶瓷前驱体进行10~15轮次浸渍、固化和裂解循环，直至最后一次裂解后制得的复合材料的质量增重＜0.5%；
（6）抗冲刷陶瓷涂层制备：在所述后期致密化复合材料的表面涂制抗冲刷陶瓷涂层，制得所述高致密抗冲刷陶瓷基复合材料；
所述高致密抗冲刷陶瓷基复合材料包括致密化纤维基体和形成于所述致密化纤维基体上的抗冲刷陶瓷涂层，所述致密化纤维基体由纤维预制体和致密性陶瓷基体复合而成；所述致密性陶瓷基体为Cf/HfC-SiC陶瓷基体，所述抗冲刷陶瓷涂层为HfB2-La2O3陶瓷涂层；所述HfB2-La2O3陶瓷涂层中，HfB2的质量分数为65~85%，La2O3的质量分数为15~35%；所述HfB2-La2O3陶瓷涂层的厚度200~500 μm，孔隙率＜10%；
所述高致密抗冲刷陶瓷基复合材料的密度为3.5~4.5 g/cm3。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述纤维预制体的体积分数为40~60%，体积密度为0.9~1.2 g/cm3。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
在步骤（1）中采用所述化学气相沉积法在纤维预制体上形成热解碳界面层时，沉积时间100~200 h，温度1000~1100℃，所沉积的碳界面层的厚度0.5~1μm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
在步骤（2）中，所述石墨化处理的处理温度2800~3200℃，处理时间为1~3 h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
在步骤（3）中，所述聚碳硅烷陶瓷前驱体的裂解温度为900~1200℃，单次裂解时间为2~4 h；和/或
在步骤（3）中，所述碳化铪陶瓷前驱体的裂解温度为1400~1650℃，单次裂解时间为2~4h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
在步骤（5）中，所述裂解的裂解温度为1500~1700℃，单次裂解时间为2~4 h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
在步骤（6）中，所述涂制采用等离子体喷涂或者物理气相沉积的方式进行。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
在步骤（6）中，所述涂制的方法选自由大气等离子喷涂、真空等离子喷涂、等离子-物理气相沉积组成的组中的一种或多种。
9.一种高致密抗冲刷陶瓷基复合材料，其特征在于，所述高致密抗冲刷陶瓷基复合材料由权利要求1至8中任一项所述的制备方法制得。
10.根据权利要求9所述的高致密抗冲刷陶瓷基复合材料，其特征在于，所述高致密抗冲刷陶瓷基复合材料包括致密化纤维基体和形成于所述致密化纤维基体上的抗冲刷陶瓷涂层，所述致密化纤维基体由纤维预制体和致密性陶瓷基体复合而成；
所述致密性陶瓷基体为Cf/HfC-SiC陶瓷基体，所述抗冲刷陶瓷涂层为HfB2-La2O3陶瓷涂层；
所述纤维预制体为具有三维三向正交结构的纤维预制体，所述三维三向正交结构的三个方向采用高导热碳纤维和聚丙烯腈基碳纤维进行混合编织，所述纤维预制体的体积分数为40~60%，体积密度为0.9~1.2 g/cm3；
所述高致密抗冲刷陶瓷基复合材料的密度为3.5~4.5 g/cm3。
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