CN115745663A - 一种碳/碳复合材料表面Glass-MoSi2-SiC复合抗氧化涂层的制备方法 - Google Patents
一种碳/碳复合材料表面Glass-MoSi2-SiC复合抗氧化涂层的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种碳/碳复合材料表面Glass‑MoSi2‑SiC复合抗氧化涂层的制备方法,首先采用包埋法就可以制备出致密的SiC涂层,再采用水热电泳沉积法制备出MoSi2中间层;最后采用热浸渍法制备Glass层;SiC涂层与C/C复合材料基体具有良好的物理化学相容性,提高涂层与基体的界面结合能力,并且其自身熔点高、抗氧化性能强;MoSi2中间层,达到自愈合涂层内部产生的裂纹的作用,Glass层可以有效地阻挡氧气向涂层内部的渗入,从而延缓抗氧化时间;最终,形成的三层复合涂层在涂层材料方面及制备工艺方面相互发挥各自的优势特点,又弥补各自的缺陷,起协同作用,从而大大地提高碳碳复合材料的抗氧化性能;本发明的制备方法具有设备简单、成本低、周期短、涂层均匀等优点。
Description
技术领域
本发明属于C/C复合材料高温抗氧化技术领域,具体涉及一种碳/碳复合材料表面Glass-MoSi2-SiC复合抗氧化涂层的制备方法。
背景技术
C/C复合材料是一种新型超高温结构材料,它不仅具有密度小、比强度大、线膨胀系数低、导热导电能力强、耐腐蚀、摩擦因数高等优点,而且还具有一系列优异的高温性能,如抗热震、热稳定性能好、耐烧蚀等特点。因此,被广泛的应用于航空航天、汽车、生物医药等领域。但是C/C复合材料在超过370℃的氧化环境中就会发生氧化,所以严重限制了它在高温领域的应用。目前,对于C/C复合材料抗氧化的方法有两种,分别为:以添加改性抑制剂(如硼酸盐、磷酸盐)来提高碳纤维和基体碳抗氧化能力的内部基体改性技术和以隔离含氧气体与基体接触的外部抗氧化涂层技术[黄剑锋,张玉涛,李贺军,曾燮榕,曹丽云.国内碳/碳复合材料高温抗氧化涂层研究新进展[J].航空材料学报,2007(02):74-78.]。
SiC是目前发现与C/C复合材料基体具有良好的物理化学相容性,并且自身熔点高、抗氧化性能好。一直是C/C复合材料抗氧化涂层的基础材料。但是单一的SiC涂层不能对C/C复合材料基体提供长时间有效的保护。然而,MoSi2是二元合金系中含硅量最高的一种中间相,具有金属与陶瓷的双重特性,熔点高达2030℃,在高温下具有良好的自愈合能力,可以在1600℃稳定使用是很好的高温防护涂层候选材料[Jian-Feng Huang,Bo Wang,He-Jun Li,Miao Liu,Li-Yun Cao,Chun-Yan Yao.A MoSi2/SiC oxidation protectivecoating for carbon/carbon composites,Corrosion Science,Volume 53,Issue 2,2011,Pages 834-839.]。采用包埋法就可以制备出致密的SiC涂层,并且其有利于提高涂层与基体的界面结合能力。但是包埋法也存在缺陷,涂层的均匀性很难控制,往往由于重力等因素而使得涂层上下不均匀;反应生成的涂层并不完全致密,而且在冷却过程中涂层内易产生裂纹[Chang-Cong Wang,Ke-Zhi Li,Dan-Yang He,et al.Microstructure andoxidation behavior of MoSi2-based coating on carbon/carbon composites[J].Ceramics International,2019,45(17).]。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种碳/碳复合材料表面Glass-MoSi2-SiC复合抗氧化涂层的制备方法,能在C/C复合材料表面形成致密的涂层,并且高温下具有良好的抗氧化、抗热震性能的复合涂层。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种碳/碳复合材料表面Glass-MoSi2-SiC复合抗氧化涂层的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、按质量分数称取60~85%的Si粉、10~20%的C粉和5~20%的B2O3粉,球磨至混合均匀,置于石墨坩埚中,将碳/碳复合材料埋入石墨坩埚的混合粉料中,使混合粉料完全覆盖碳/碳复合材料,密封石墨坩埚,放入反应炉中在氩气保护下以5~15℃/min的速率升温至1900~2200℃并保温1~4小时,随后自然冷却至室温,得到包埋SiC内涂层的碳/碳复合材料;
步骤二、以步骤一制备的到包埋SiC内涂层的碳/碳复合材料试样为阴极,石墨为阳极,在浓度为5~60g/L的MoSi2悬浮液中进行水热电泳沉积,沉积温度为80~180℃,电源电压5~40V,电泳时间20~90min,沉积结束后关闭装置电源自然冷却到室温后取出试样,干燥;重复上述沉积工作使试样每一面沉积的涂层均匀,得到MoSi2-SiC的C/C复合材料涂层;
步骤三、配置玻璃粉体;
称取玻璃粉加入蒸馏水和硅溶胶,超声、搅拌处理至分散均匀,配置成玻璃粉体浓度为30~60g/L的热浸渍料浆;其中,蒸馏水与硅溶胶体积比为(1~6):1;
步骤四、将样品放入预热好的马弗炉8~30min,至其表面温度达到120~200℃,取出并迅速浸入步骤三制备的热浸渍料浆中,保持15~40s,取出进行超声清洗,重复以上步骤10~50次,最终得到Glass-MoSi2-SiC的C/C复合材料高温抗氧化涂层。
本发明还具有以下技术特征:
优选的,所述的步骤一中所述的球磨时间为2~4h。
优选的,步骤二中所述的MoSi2悬浮液的配置方法为:称量0.85~10.2g MoSi2粉体加入到170mL异丙醇中,磁力搅拌12h;再加入0~1.36g碘,磁力搅拌60min再超声60min,最后磁力搅拌24h,得到悬浮均匀的MoSi2悬浮液。
优选的,步骤二中所述的干燥为在70℃下干燥2h。
优选的,步骤三中所述的配置玻璃粉体的方法为按照质量分数称取40wt%~60wt%的二氧化硅粉体、20wt%~40wt%的氧化硼粉体及10wt%~20wt%的氧化钇粉体,混合后经球磨过筛,然后在1000~1300℃下进行煅烧2~5h,再球磨过100~200目筛后得到玻璃粉体。
优选的,步骤三中所述的超声处理为在超声仪器中超声20~60min。
优选的,步骤三中所述的搅拌处理为使用磁力搅拌器搅拌120~180min。
优选的,步骤四中所述的超声清洗为取出试样放入装有乙醇烧杯中,超声清洗10~40s。
本发明与现有技术相比,具有如下技术效果:
本发明采用包埋法就可以制备出致密的SiC涂层,SiC涂层与C/C复合材料基体具有良好的物理化学相容性,提高涂层与基体的界面结合能力,并且其自身熔点高、抗氧化性能强;再采用水热电泳沉积法制备出MoSi2中间层,达到自愈合涂层内部产生的裂纹的作用;最后采用热浸渍法制备Glass层,Glass层可以有效地阻挡氧气向涂层内部的渗入,从而延缓抗氧化时间;最终,形成的三层复合涂层在涂层材料方面及制备工艺方面相互发挥各自的优势特点,又弥补各自的缺陷,起协同作用,从而大大地提高碳碳复合材料的抗氧化性能;
本发明的制备方法具有设备简单、成本低、周期短、涂层均匀等优点;
本发明的方法制备的具有表面Glass-MoSi2-SiC复合抗氧化涂层的碳/碳复合材料在1773k空气气氛下经过160h的氧化后失重率率为0.49%,其碳/碳基体并未被氧化,因此可以说明所制备出来的Glass-MoSi2-SiC复合涂层具有良好的抗氧化性能。
附图说明
图1为MoSi2-SiC涂层试样的XRD图谱;
图2为MoSi2-SiC涂层试样的SEM图谱;
图3为Glass-MoSi2-SiC涂层试样的XRD图;
图4为Glass-MoSi2-SiC涂层试样的SEM图;
图5为Glass-MoSi2-SiC涂层试样在1773K下空气中的静态氧化曲线。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体内容做进一步详细解释说明。
实施例1:
步骤一、按质量比为:60%的Si粉,20%的C粉,20%的B2O3粉的比例称取所需粉体后置于球磨罐中,充分球磨3.5h至混合均匀,然后置于石墨坩埚中;将碳/碳复合材料埋入石墨坩埚的混合粉料中,使混合粉料完全覆盖碳/碳复合材料,密封石墨坩埚。将石墨坩埚放入反应炉中,将反应炉进行真空处理后通入氩气,使反应炉全程在氩气保护下以10℃/min的速率升温至2200℃并保温3小时,随后使反应炉自然冷却至室温,得到包埋的SiC内涂层的碳/碳复合材料试样;
步骤二、使用水热电沉积设备制备MoSi2涂层:称量0.85g MoSi2粉体加入到170mL异丙醇溶液中磁力搅拌12h;再加入0.17g碘,磁力搅拌60min再超声60min,最后磁力搅拌24h得到浓度为5g/L的悬浮均匀的MoSi2悬浮液A;
将悬浮液A倒入水热釜内,接着将SiC-C/C复合材料涂层试样夹在水热釜内的阴极上,阳极为石墨,然后将水热釜密封,将水热釜的阴阳两极与直流稳压电源连接并打开电源进行水热电泳沉积,当温度升到80℃时,让直流稳压电源运行;沉积过程中,电源电压40V,电泳时间20min,水热电泳沉积结束后关闭装置电源自然冷却到室温,打开装置,取出试样,然后在70℃下干燥2h试样,重复上述沉积工作使试样每一面沉积的涂层均匀。得到MoSi2-SiC的C/C复合材料涂层试样。
步骤三、配置玻璃粉体:以质量分数计,按照60wt%的二氧化硅粉体、30wt%的氧化硼粉体及10wt%的氧化钇粉体,将它们混合后经球磨过筛,然后在1000℃下进行煅烧2h,再经过球磨过150目筛后得到自制的玻璃粉体。
量取玻璃粉、蒸馏水及硅溶胶配置成特定浓度的热浸渍料浆B,其中玻璃粉体浓度为30g/L;蒸馏水与硅溶胶体积比为3:1;在超声仪器中超声20min,然后在磁力搅拌下搅拌120min,得到分散均匀的热浸渍料浆B;
步骤四、使用热浸渍法制备Glass涂层:将马弗炉先进行升温操作,待其炉内温度达到150℃之后,将试样放入炉中,时间约为20min,直至试样的表面温度达到炉内温度,随后便将试样从炉中取出,并迅速浸入之前配置好的料浆B中,时间约为40s,待试样在配置好的料浆B中充分热浸渍后,取出本次热浸渍好的试样放入小烧杯中,小烧杯内装有用于清洗试样的乙醇,超声清洗10s,将超声后的试样继续放入马弗炉中,并重复以上步骤50次,最终得到Glass-MoSi2-SiC的C/C复合材料高温抗氧化涂层。
实施例2:
步骤一、按质量比为:70%的Si粉,20%的C粉,10%的B2O3粉的比例称取所需粉体后置于球磨罐中,充分球磨4h至混合均匀,然后置于石墨坩埚中;将碳/碳复合材料埋入石墨坩埚的混合粉料中,使混合粉料完全覆盖碳/碳复合材料,密封石墨坩埚;将石墨坩埚放入反应炉中,将反应炉进行真空处理后通入氩气,使反应炉全程在氩气保护下以15℃/min的速率升温至2150℃并保温1.5小时,随后使反应炉自然冷却至室温,得到包埋的SiC内涂层的碳/碳复合材料试样;
步骤二、使用水热电沉积设备制备MoSi2涂层;称量3.4g MoSi2粉体加入到170mL异丙醇溶液中,磁力搅拌12h,再超声60min,最后磁力搅拌24h可得到浓度为20g/L的悬浮均匀的MoSi2悬浮液A;
将悬浮液A倒入水热釜内,接着将SiC-C/C复合材料涂层试样夹在水热釜内的阴极上,阳极为石墨,然后将水热釜密封;将水热釜的阴阳两极与直流稳压电源连接并打开电源进行水热电泳沉积,当温度升到100℃时,让直流稳压电源运行,沉积过程中,电源电压30V,电泳时间60min,水热电泳沉积结束后关闭装置电源自然冷却到室温,打开装置,取出试样,然后在70℃下干燥2h试样,重复上述沉积工作使试样每一面沉积的涂层均匀,得到MoSi2-SiC的C/C复合材料涂层试样;
步骤三:配置玻璃粉体:以质量分数计,按照45wt%的二氧化硅粉体、40wt%的氧化硼粉体及15wt%的氧化钇粉体,将它们混合后经球磨过筛,然后在1100℃下进行煅烧3h,再经过球磨过100目筛后得到自制的玻璃粉体;
量取玻璃粉、蒸馏水及硅溶胶配置成特定浓度的热浸渍料浆B;其中玻璃粉体浓度为40g/L;蒸馏水与硅溶胶体积比为2:1;在超声仪器中超声30min,然后在磁力搅拌下搅拌130min,得到分散均匀的热浸渍料浆B;
步骤四、使用热浸渍法制备Glass涂层;将马弗炉先进行升温操作,待其炉内温度达到180℃之后,将试样放入炉中,时间约为30min,直至试样的表面温度达到炉内温度,随后便将试样从炉中取出,并迅速浸入之前配置好的料浆B中,时间约为30s,待试样在配置好的料浆B中充分热浸渍后,取出本次热浸渍好的试样放入小烧杯中,小烧杯内装有用于清洗试样的乙醇,超声清洗30s,将超声后的试样继续放入马弗炉中,并重复以上步骤40次,最终就可以得到Glass-MoSi2-SiC的C/C复合材料高温抗氧化涂层。
图1是实施例2制备的MoSi2-SiC抗氧化涂层的表面XRD图谱;由图1可知,该表面涂层仅由MoSi2相组成,并未出现其他杂相和SiC相,说明采用的低电压水热电沉积法制备的MoSi2涂层不会因为电压和水热温度而发生相变和发生反应;也说明制备的MoSi2涂层达到一定的厚度完全覆盖了SiC内涂层;
图2是实施例2制备的MoSi2-SiC抗氧化涂层的表面形貌SEM图;制备出的涂层表面是由许多MoSi2颗粒堆积起来的,没有发现有暴露出来的SiC内涂层,与图1相对应。
图3是实施例2制备的Glass-MoSi2-SiC抗氧化涂层的表面XRD图谱;该表面涂层由MoSi2相和SiO2相两相组成,无其他杂相生成。
图4是实施例2制备的Glass-MoSi2-SiC抗氧化涂层的表面形貌SEM图;制备出来的复合涂层表面存在微小的裂纹,但无孔洞,微小的裂纹到后期抗氧化测试前期中产生的玻璃相会自行愈合形成表面光滑致密的涂层,从而起到良好的抗氧化性能。
图5是实施例2制备的Glass-MoSi2-SiC抗氧化涂层试样在1773K下空气中的静态氧化曲线;由图5可知,前20h试样是增重的状态,是由于Glass层中的玻璃粉体熔融形成玻璃相以及内涂层产生的玻璃相愈合了裂纹;20~160h试样缓慢失重,是由于氧气通过涂层向内扩散以及产生的气体向外排出导致试样的质量出现缓慢的失重;160h后试样出现迅速的失重,是由于涂层产生了较大的穿透性孔洞和裂纹使得氧气进入,从而快速氧化碳/碳基体,使其失效。
实施例3:
步骤一、按质量比为:75%的Si粉,20%的C粉,5%的B2O3粉的比例称取所需粉体后置于球磨罐中,充分球磨3h至混合均匀,然后置于石墨坩埚中;将碳/碳复合材料埋入石墨坩埚的混合粉料中,使混合粉料完全覆盖碳/碳复合材料,密封石墨坩埚,将石墨坩埚放入反应炉中,将反应炉进行真空处理后通入氩气,使反应炉全程在氩气保护下以8℃/min的速率升温至1900℃并保温4小时,随后使反应炉自然冷却至室温,得到包埋的SiC内涂层的碳/碳复合材料试样;
步骤二、使用水热电沉积设备制备MoSi2涂层;称量8.5g MoSi2粉体加入到170mL异丙醇溶液中,磁力搅拌12h;再加入0.68g碘,磁力搅拌60min再超声60min,最后磁力搅拌24h可得到浓度为50g/L悬浮均匀的MoSi2悬浮液A;
将悬浮液A倒入水热釜内,接着将SiC-C/C复合材料涂层试样夹在水热釜内的阴极上,阳极为石墨,然后将水热釜密封,将水热釜的阴阳两极与直流稳压电源连接并打开电源进行水热电泳沉积,当温度升到140℃时,让直流稳压电源运行,沉积过程中,电源电压20V,电泳时间40min,水热电泳沉积结束后关闭装置电源自然冷却到室温,打开装置,取出试样,然后在70℃下干燥2h试样。重复上述沉积工作使试样每一面沉积的涂层均匀,得到MoSi2-SiC的C/C复合材料涂层试样;
步骤三、配置玻璃粉体:以质量分数计,按照50wt%的二氧化硅粉体、30wt%的氧化硼粉体及20wt%的氧化钇粉体,将它们混合后经球磨过筛,然后在1200℃下进行煅烧2.5h,再经过球磨过200目筛后得到自制的玻璃粉体;
量取玻璃粉、蒸馏水及硅溶胶配置成特定浓度的热浸渍料浆B;其中玻璃粉体浓度为50g/L;蒸馏水与硅溶胶体积比为4:1;在超声仪器中超声40min,然后在磁力搅拌下搅拌140min,得到分散均匀的热浸渍料浆B;
步骤四、使用热浸渍法制备Glass涂层:将马弗炉先进行升温操作,待其炉内温度达到200℃之后,将试样放入炉中,时间约为15min,直至试样的表面温度达到炉内温度,随后便将试样从炉中取出,并迅速浸入之前称量、配置好的料浆B中,时间约为20s,待试样在配置好的料浆B中充分热浸渍后,取出本次热浸渍好的试样放入小烧杯中,小烧杯内装有用于清洗试样的乙醇,超声清洗35s,将超声后的试样继续放入马弗炉中,并重复以上步骤30次,最终就可以得到Glass-MoSi2-SiC的C/C复合材料高温抗氧化涂层。
实施例4:
步骤一、按质量比为:85%的Si粉,10%的C粉,5%的B2O3粉的比例称取所需粉体后置于球磨罐中,充分球磨2h至混合均匀,然后置于石墨坩埚中;将碳/碳复合材料埋入石墨坩埚的混合粉料中,使混合粉料完全覆盖碳/碳复合材料,密封石墨坩埚,将石墨坩埚放入反应炉中,将反应炉进行真空处理后通入氩气,使反应炉全程在氩气保护下以12℃/min的速率升温至2000℃并保温4小时,随后使反应炉自然冷却至室温,得到包埋的SiC内涂层的碳/碳复合材料试样;
步骤二、使用水热电沉积设备制备MoSi2涂层;称量5.1g MoSi2粉体加入到170mL异丙醇溶液中,磁力搅拌12h;再加入1.02g碘,磁力搅拌60min再超声60min,最后磁力搅拌24h可得到浓度为30g/L悬浮均匀的MoSi2悬浮液A;
将悬浮液A倒入水热釜内,接着将SiC-C/C复合材料涂层试样夹在水热釜内的阴极上,阳极为石墨,然后将水热釜密封,将水热釜的阴阳两极与直流稳压电源连接并打开电源进行水热电泳沉积,当温度升到160℃时,让直流稳压电源运行。沉积过程中,电源电压10V,电泳时间90min,水热电泳沉积结束后关闭装置电源自然冷却到室温,打开装置,取出试样,然后在70℃下干燥2h试样,重复上述沉积工作使试样每一面沉积的涂层均匀,得到MoSi2-SiC的C/C复合材料涂层试样;
步骤三、配置玻璃粉体:以质量分数计,按照60wt%的二氧化硅粉体、25wt%的氧化硼粉体及15wt%的氧化钇粉体,将它们混合后经球磨过筛,然后在1300℃下进行煅烧2h,再经过球磨过150目筛后得到自制的玻璃粉体;
量取玻璃粉、蒸馏水及硅溶胶配置成特定浓度的热浸渍料浆B,其中玻璃粉体浓度为60g/L;蒸馏水与硅溶胶体积比为6:1;在超声仪器中超声60min,然后在磁力搅拌下搅拌180min,得到分散均匀的热浸渍料浆B;
步骤四、使用热浸渍法制备Glass涂层;将马弗炉先进行升温操作,待其炉内温度达到200℃之后,将试样放入炉中,时间约为10min,直至试样的表面温度达到炉内温度,随后便将试样从炉中取出,并迅速浸入之前称量、配置好的料浆B中,时间约为15s,待试样在配置好的料浆B中充分热浸渍后,取出本次热浸渍好的试样放入小烧杯中,小烧杯内装有用于清洗试样的乙醇,超声清洗40s,将超声后的试样继续放入马弗炉中,并重复以上步骤20次,最终就可以得到Glass-MoSi2-SiC的C/C复合材料高温抗氧化涂层。
实施例5:
步骤一、按质量比为:75%的Si粉,15%的C粉,10%的B2O3粉的比例称取所需粉体后置于球磨罐中,充分球磨3h至混合均匀,然后置于石墨坩埚中;将碳/碳复合材料埋入石墨坩埚的混合粉料中,使混合粉料完全覆盖碳/碳复合材料,密封石墨坩埚,将石墨坩埚放入反应炉中,将反应炉进行真空处理后通入氩气,使反应炉全程在氩气保护下以5℃/min的速率升温至2200℃并保温1小时,随后使反应炉自然冷却至室温,得到包埋的SiC内涂层的碳/碳复合材料试样;
步骤二、使用水热电沉积设备制备MoSi2涂层;称量10.2g MoSi2粉体加入到170mL异丙醇溶液中,磁力搅拌12h;再加入1.36g碘,磁力搅拌60min再超声60min,最后磁力搅拌24h可得到浓度为60g/L悬浮均匀的MoSi2悬浮液A;
将悬浮液A倒入水热釜内,接着将SiC-C/C复合材料涂层试样夹在水热釜内的阴极上,阳极为石墨,然后将水热釜密封,将水热釜的阴阳两极与直流稳压电源连接并打开电源进行水热电泳沉积,当温度升到180℃时,让直流稳压电源运行。沉积过程中,电源电压5V,电泳时间20min,水热电泳沉积结束后关闭装置电源自然冷却到室温,打开装置,取出试样,然后在70℃下干燥2h试样,重复上述沉积工作使试样每一面沉积的涂层均匀,得到MoSi2-SiC的C/C复合材料涂层试样;
步骤三、配置玻璃粉体:以质量分数计,按照40wt%的二氧化硅粉体、20wt%的氧化硼粉体及20wt%的氧化钇粉体,将它们混合后经球磨过筛,然后在1300℃下进行煅烧5h,再经过球磨过150目筛后得到自制的玻璃粉体;
量取玻璃粉、蒸馏水及硅溶胶配置成特定浓度的热浸渍料浆B,其中玻璃粉体浓度为60g/L;蒸馏水与硅溶胶体积比为1:1;在超声仪器中超声50min,然后在磁力搅拌下搅拌150min,得到分散均匀的热浸渍料浆B;
步骤四、使用热浸渍法制备Glass涂层;将马弗炉先进行升温操作,待其炉内温度达到120℃之后,将试样放入炉中,时间约为8min,直至试样的表面温度达到炉内温度,随后便将试样从炉中取出,并迅速浸入之前称量、配置好的料浆B中,时间约为15s,待试样在配置好的料浆B中充分热浸渍后,取出本次热浸渍好的试样放入小烧杯中,小烧杯内装有用于清洗试样的乙醇,超声清洗20s,将超声后的试样继续放入马弗炉中,并重复以上步骤10次,最终就可以得到Glass-MoSi2-SiC的C/C复合材料高温抗氧化涂层。
需要说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;在不脱离本发明构思的前提下,本领域技术人员所做出的推演或替换均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种碳/碳复合材料表面Glass-MoSi2-SiC复合抗氧化涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、按质量分数称取60~85%的Si粉、10~20%的C粉和5~20%的B2O3粉,球磨至混合均匀,置于石墨坩埚中,将碳/碳复合材料埋入石墨坩埚的混合粉料中,使混合粉料完全覆盖碳/碳复合材料,密封石墨坩埚,放入反应炉中在氩气保护下以5~15℃/min的速率升温至1900~2200℃并保温1~4小时,随后自然冷却至室温,得到包埋SiC内涂层的碳/碳复合材料;
步骤二、以步骤一制备的到包埋SiC内涂层的碳/碳复合材料试样为阴极,石墨为阳极,在浓度为5~60g/L的MoSi2悬浮液中进行水热电泳沉积,沉积温度为80~180℃,电源电压5~40V,电泳时间20~90min,沉积结束后关闭装置电源自然冷却到室温后取出试样,干燥;重复上述沉积工作使试样每一面沉积的涂层均匀,得到MoSi2-SiC的C/C复合材料涂层;
步骤三、配置玻璃粉体;
称取玻璃粉加入蒸馏水和硅溶胶,超声、搅拌处理至分散均匀,配置成玻璃粉体浓度为30~60g/L的热浸渍料浆;其中,蒸馏水与硅溶胶体积比为(1~6):1;
步骤四、将样品放入预热好的马弗炉8~30min,至其表面温度达到120~200℃,取出并迅速浸入步骤三制备的热浸渍料浆中,保持15~40s,取出进行超声清洗,重复以上步骤10~50次,最终得到Glass-MoSi2-SiC的C/C复合材料高温抗氧化涂层。
2.如权利要求1所述的碳/碳复合材料表面Glass-MoSi2-SiC复合抗氧化涂层的制备方法,其特征在于,所述的步骤一中所述的球磨时间为2~4h。
3.如权利要求1所述的碳/碳复合材料表面Glass-MoSi2-SiC复合抗氧化涂层的制备方法,其特征在于,步骤二中所述的MoSi2悬浮液的配置方法为:称量0.85~10.2g MoSi2粉体加入到170mL异丙醇中,磁力搅拌12h;再加入0~1.36g碘,磁力搅拌60min再超声60min,最后磁力搅拌24h,得到悬浮均匀的MoSi2悬浮液。
4.如权利要求1所述的碳/碳复合材料表面Glass-MoSi2-SiC复合抗氧化涂层的制备方法,其特征在于,步骤二中所述的干燥为在70℃下干燥2h。
5.如权利要求1所述的碳/碳复合材料表面Glass-MoSi2-SiC复合抗氧化涂层的制备方法,其特征在于,步骤三中所述的配置玻璃粉体的方法为按照质量分数称取40wt%~60wt%的二氧化硅粉体、20wt%~40wt%的氧化硼粉体及10wt%~20wt%的氧化钇粉体,混合后经球磨过筛,然后在1000~1300℃下进行煅烧2~5h,再球磨过100~200目筛后得到玻璃粉体。
6.如权利要求1所述的碳/碳复合材料表面Glass-MoSi2-SiC复合抗氧化涂层的制备方法,其特征在于,步骤三中所述的超声处理为在超声仪器中超声20~60min。
7.如权利要求1所述的碳/碳复合材料表面Glass-MoSi2-SiC复合抗氧化涂层的制备方法,其特征在于,步骤三中所述的搅拌处理为使用磁力搅拌器搅拌120~180min。
8.如权利要求1所述的碳/碳复合材料表面Glass-MoSi2-SiC复合抗氧化涂层的制备方法,其特征在于,步骤四中所述的超声清洗为取出试样放入装有乙醇烧杯中,超声清洗10~40s。
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