用于碳/碳复合材料的超高温抗氧化涂层及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102674893A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102674893A(43)申请公布日2012.09.19(21)申请号201210176569.4(22)申请日2012.05.31(71)申请人西北有色金属研究院地址710016陕西省西安市未央路96号(72)发明人华云峰杜继红姬寿长李争显王宝云王彦峰(74)专利代理机构西安创知专利事务所61213代理人谭文琰(51)Int.Cl.C04B41/85(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书77页页附图附图11页(54)发明名称用于碳/碳复合材料的超高温抗氧化涂层及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种用于碳/碳复合材料的超高温抗氧化涂层，由一定体积百分比的ZrB2、MoSi2、TiB2和LuB6组成。本发明还提供了一种该涂层的制备方法，包括以下步骤：将碳/碳复合材料打磨抛光、洗净烘干；将ZrB2、MoSi2、TiB2、LuB6和碳/碳复合材料置于电子束物理气相沉积炉中；电子束加热碳/碳复合材料；电子束蒸发ZrB2、MoSi2、TiB2和LuB6；气态分子沉积于碳/碳复合材料表面，形成碳/碳复合材料ZrB2-MoSi2-TiB2-LuB6涂层。利用本发明制备的涂层致密、均匀、力学性能好、与碳/碳复合材料基体的结合强度高，能够有效提高碳/碳复合材料的超高温抗氧化性能。CN102674893ACN102674893A权利要求书1/1页1.一种用于碳/碳复合材料的超高温抗氧化涂层，其特征在于，由以下体积百分比的成分组成：ZrB265%～80%，MoSi210%～15%，TiB25%～10%，LuB65%～10%；所述碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层是指该涂层以碳/碳复合材料为基体，在温度为1800℃～2500℃的条件下具有抗氧化性。2.根据权利要求1所述的用于碳/碳复合材料的超高温抗氧化涂层，其特征在于，由以下体积百分比的成分组成：ZrB268%～76%，MoSi212%～14%，TiB26%～9%，LuB66%～9%。3.根据权利要求2所述的用于碳/碳复合材料的超高温抗氧化涂层，其特征在于，由以下体积百分比的成分组成：ZrB272%，MoSi213%，TiB27%，LuB68%。4.一种制备如权利要求1、2或3所述用于碳/碳复合材料的超高温抗氧化涂层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将碳/碳复合材料打磨抛光，在介质中超声波清洗干净，烘干后放置在电子束物理气相沉积炉真空室的中部；步骤二、将靶材ZrB2、MoSi2、TiB2和LuB6按比例放置在步骤一中所述真空室的底部；步骤三、采用电子束将步骤一中真空室中部的碳/碳复合材料加热至1650℃～1800℃；所述真空室的压力为1.6×10-2Pa～2.0×10-2Pa；步骤四、采用电子束将步骤二中真空室底部的靶材ZrB2、MoSi2、TiB2和LuB6加热蒸发以形成气态的ZrB2分子、MoSi2分子、TiB2分子和LuB6分子，所述气态ZrB2分子、MoSi2分子、TiB2分子和LuB6分子以4μm/min～10μm/min的速率沉积于步骤三中加热后的碳/碳复合材料表面，形成碳/碳复合材料ZrB2-MoSi2-TiB2-LuB6涂层；所述真空室的压力为-2-21.6×10Pa～2.0×10Pa，所述靶材ZrB2、MoSi2、TiB2和LuB6的蒸发表面至碳/碳复合材料沉积表面的距离为200mm～350mm。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中所述打磨抛光的过程为：依次使用400号、600号、800号和1200号的水磨砂纸将碳/碳复合材料打磨抛光。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中所述介质为丙酮、无水乙醇或去离子水。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤三中所述加热的工艺参数为：电子束的加速电压为19kV～21kV，电子束的加热电流为0.9A～1A，电子束的加热功率为17.1kW～21kW，电子束的束斑直径为Ф15mm～Ф30mm。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤四中所述加热蒸发的工艺参数为：电子束的加速电压为19kV～21kV，电子束的加热电流为1.5A～3A，电子束的加热功率为28.5kW～63kW，电子束的束斑直径为Ф15mm～Ф30mm。9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤四中所述碳/碳复合材料ZrB2-MoSi2-TiB2-LuB6涂层的厚度为150μm～1000μm。2CN102674893A说明书1/7页用于碳/碳复合材料的超高温抗氧化涂层及其制备方法技术领域[0001]本发明属于抗氧化无机材料技术领域，具体涉及一种用于碳/碳复合材料的超高温抗氧化涂层及其制备方法。背景技术[000