【技术实现步骤摘要】
一种含纳米复相超高温陶瓷内涂层的C/C
‑
UHTCs复合材料及其制备方法
[0001]本专利技术属于陶瓷复合材料制备
,具体涉及一种含纳米复相超高温陶瓷内涂层的C/C
‑
UHTCs复合材料及其制备方法。
技术介绍
[0002]具有高升阻比和强机动性的高超声速飞行器是未来空天飞行器的发展方向之一。在这类航空航天的飞行器发展过程中,高超声速飞行器的舵翼前缘及固发火箭发动机喉衬面临两个严峻的材料挑战。两者都要求具有极端环境的抵抗力。
[0003]不同在于,前者要求在更宽温领域具有耐氧化抗烧蚀性能,而后者则强调在高燃冲压条件下具有抵抗机械冲刷和热冲击能力。C/C
‑
UHTCs复合材料具有优异的抗烧蚀性能、良好的中低温抗氧化性能以及优异的高温力学性能,能够一定程度满足高超声速飞行器的材料性能要求。但这种材料也具有局限性,例如,PyC
‑
UHTCs界面属于高反应性、低防护的烧蚀薄弱区,易优先被侵蚀破坏。
[0004]在气动热高流速环境下引发高剪切应力和高蒸发率将快速消耗SiC,造成表面玻璃层和SiO2相的消失,剩余疏松氧化物往往难以起到热防护功能。而在燃烧室环境下,由于纤维损伤造成的纤维和基体的机械断裂将主导复合材料的烧蚀。因此,为提高环境抵抗力,必须针对不同功能的设计需求,实现复合材料材料中界面、超高温陶瓷结构和成分的可控制备。
[0005]但传统的C/C
‑
UHTCs制备方法如化学气相渗透法(CVI)、浸渍 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含纳米复相超高温陶瓷内涂层的C/C
‑
UHTCs复合材料的制备方法,其特征在于:于C/C多孔体表面包裹熔渗粉料A进行第一次熔盐熔渗处理,获得含纳米复相超高温陶瓷内涂层的碳陶多孔体,然后再于碳陶多孔体表面包裹熔渗粉料B进行第二次熔盐熔渗处理;所述熔渗粉料A由反应性熔盐A1、难熔金属粉末A2、低熔点盐A3组成,其中所述反应性熔盐A1选自K2ZrF6、K2HfF6、K2TaF7、K2SiF6中的至少一种;所述难熔金属粉末A2选自Zr、Hf、Ta、Si、Nb中的至少一种;所述低熔点盐A3选自氯化钠、氯化钾、氟化钠、氟化钾、氟化锂中的至少一种;所述第一次熔渗处理在保护气氛下进行,先以8
‑
12℃/min的升温速率升温至1200
‑
1400℃,保温2.5
‑
4h,再以12
‑
15℃/min的升温速率升温至1750
‑
1950℃并保持炉内气压为
‑
150~0Pa,保温0.5
‑
1h。2.根据权利要求1所述的一种含纳米复相超高温陶瓷内涂层的C/C
‑
UHTCs复合材料的制备方法,其特征在于:所述C/C多孔体选自2.5D针刺C/C复合材料或3D细编C/C复合材料,所述2.5D针刺C/C复合材料密度为1.10
‑
1.40g/cm3,所述3D细编C/C复合材料密度为1.10
‑
1.60g/cm3;所述C/C多孔体由碳纤维预制体经化学气相沉积增密制得,所述碳纤维预制体选自2.5D针刺碳纤维预制体或3D细编碳纤维预制体。3.根据权利要求1所述的一种含纳米复相超高温陶瓷内涂层的C/C
‑
UHTCs复合材料的制备方法,其特征在于:所述反应性熔盐A1与低熔点盐A3的原子比为1
‑
1.25:1;当反应性熔盐A1选自K2ZrF6、K2HfF6、K2SiF6中的至少一种,且难熔金属粉末A2选自Zr、Hf、Si中的至少一种时,反应性熔盐A1与难熔金属粉末A2的原子比为0.9
‑
1.1;当反应性熔盐A1选自K2ZrF6、K2HfF6、K2SiF6中的至少一种,且难熔金属粉末A2选自Ta、Nb中的至少一种时,反应性熔盐A1与难熔金属粉末A2的原子比为1.25
‑
1.3,当反应性熔盐A1选自K2TaF7,且难熔金属粉末A2选Ta、Nb中的至少一种时,反应性熔盐A1与难熔金属粉末A2的原子比为0.9
‑
1.1;当反应性熔盐A1选自K2TaF7,且难熔金属粉末A2选自Zr、Hf、Si中的至少一种时,反应性熔盐A1与难熔金属粉末A2的原子比为1.25
‑
1.3。4.根据权利要求1所述的一种含纳米复相超高温陶瓷内涂层的C/C
‑
UHTCs复合材料的制备方法,其特征在于:所述熔渗粉料B由反应性熔盐B1、难熔金属粉末B2、低熔点盐B3组成,其中所述反应性熔盐B1选自K2ZrF6、K2HfF6、K2TaF7、K2SiF6中的至少一种;所述难熔金属粉末B2选自Zr、Hf、Ta、Si、Nb中的...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。