【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料涂层制备，具体涉及一种具有表面低余硅涂层的c/c-sic复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、c/c-sic复合材料为碳纤维、碳化硅、硅三相复合材料。c/c-sic复合材料具有密度低、结构强度高、耐腐蚀、耐高温等优异性能。c/c-sic复合材料的表面涂层具有提高复合材料抗氧化性以及耐磨损性。目前，c/c-sic常用于高温结构材料、摩擦材料以及功能材料领域。但c/c-sic复合材料在生产过程中还存在一些不足：由于c/c-sic复合材料是c/c复合材料经过熔融渗硅反应获得，涂层表面容易出现大量余硅，导致后续加工复杂程度高；并且硅质地脆而硬，去除时容易破坏sic涂层，影响了c/c-sic复合材料的优异性能。因此寻找一种具有表面低余硅涂层的c/c-sic复合材料及其制备方法成为急需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种具有表面低余硅涂层的c/c-sic复合材料及其制备方法，旨在解决c/c-sic复合材料在生产中涂层表面大量富余硅的问题。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种具有表面低余硅涂层的c/c-sic复合材料的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)在c/c基体的一个表面涂刷一层厚度为0.5～0.8mm的涂层得到c/c复合材料1；
5、(2)待步骤(1)中c/c复合材料1中涂层晾干后，在涂层表面涂刷一层厚度为0.1～0.3mm的抑制涂层得到c/c复合材料2；
6、(3)步骤(2)中c
7、(4)步骤(3)中复合材料1装配熔融渗硅工装得到装配体；
8、(5)将装配体置于高温炉中进行熔融渗硅，在氮气气氛维持1个大气压下，从室温以1～2℃/min的升温速率升到400℃，保温0.5～2h；再以1～2℃/min的升温速率升到800℃，保温1h～2h；然后以1～2℃/min的升温速率升到1200℃，保温2～3h；然后抽真空，以1～2℃/min的升温速率升到1500℃，恒温0.5～1h；然后自然冷却降至室温，得到复合材料2；
9、(6)将复合材料2打磨去除抑制层，再经过精磨抛光即得具有表面低余硅涂层的c/c-sic复合材料。
10、进一步地，步骤(1)中所述的c/c基体为针刺无纬布碳纤维编制得到的长方体板材，密度范围1.2～1.5g/cm3。
11、进一步地，步骤(1)中涂层为30wt％～50wt％sic粉、10wt％～30wt％炭黑、20wt％～40wt％水溶树脂、0.3wt％～0.5wt％改性剂的均匀混合物，其中sic粉粒径为10～20μm，炭黑粒径为3～5μm，水溶树脂为水含量80～90wt％的聚乙烯醇水溶液，改性剂为聚乙醇、聚乙烯亚胺、四甲基氢氧化铵、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺的一种或多种混合改性溶液。
12、进一步地，步骤(2)中所述抑制涂层为50wt％～70wt％无水乙醇、30wt％～40wt％bn粉和4wt％～8wt％酚醛树脂的均匀混合物。
13、进一步地，步骤(4)中所述的熔融渗硅工装包括bn坩埚、碳木和硅。
14、进一步地，步骤(4)中所述的装配体，其装配方式为bn坩埚内铺洒若干硅后，竖直放置若干碳木，然后若干碳木支撑复合材料1；其中碳木高度一致，支撑复合材料1涂刷抑制涂层的相反面。
15、本专利技术的另一个目的在于提供一种具有表面低余硅涂层的c/c-sic复合材料，包括c/sic基体和sic涂层；其中c/sic基体由c/c基体熔融渗硅得到；sic涂层由涂层熔融渗硅反应得到。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
17、(1)本专利技术采用熔融渗硅法，在高温下将液硅渗入c/c基体和涂层，实现增密c/c基体和反应生成sic涂层，熔融渗硅法具有熔渗速度快、生产成本低、反应充分的优点；c/c基体增密得到的c/sic基体重量轻、结构致密的优势，反应生成的sic涂层，sic含量＞70％。
18、(2)本专利技术方法中，抑制涂层在该技术方案的熔融渗硅过程中树脂裂解剩下能抑制液硅流动的bn，熔融渗硅结束后，sic涂层表面没有大量的余硅，方便表面后续加工；余硅少，有效避免去除硅时发生的脆断破坏sic涂层结构。
19、(3)本专利技术方法中，熔融渗硅工装采用导流方式，具体地熔融渗硅中位于bn坩埚内的硅融化成液硅，碳木块通过毛细管力将液硅导流进c/c基体完成熔融渗硅。熔融渗硅过程中c/c基体与液硅液面不接触，避免c/c-sic复合材料表面粘连余硅，方便后续加工。
20、(4)本专利技术最终制备得到的一种具有表面低余硅涂层的c/c-sic复合材料结构致密、表面整洁、熔融渗硅后打磨加工方便，有效提高了加工效率，优化了材料的使用性能。
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1.一种具有表面低余硅涂层的C/C-SiC复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种具有表面低余硅涂层的C/C-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的C/C基体为针刺无纬布碳纤维编制得到的长方体板材，密度范围1.2～1.5g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种具有表面低余硅涂层的C/C-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中涂层为30wt％～50wt％SiC粉、10wt％～30wt％炭黑、20wt％～40wt％水溶树脂、0.3wt％～0.5wt％改性剂的均匀混合物，其中SiC粉粒径为10～20μm，炭黑粒径为3～5μm，水溶树脂为水含量80～90wt％的聚乙烯醇水溶液，改性剂为聚乙醇、聚乙烯亚胺、四甲基氢氧化铵、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺的一种或多种混合改性溶液。
4.根据权利要求1所述的一种具有表面低余硅涂层的C/C-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述抑制涂层为50wt％～70wt％无水乙醇、30wt％～40wt％BN粉和4wt％～8wt％酚醛树脂的均匀混合物。
5.根据权利要求1所述的一种具有表面低余硅涂层的C/C-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的熔融渗硅工装包括BN坩埚、碳木和硅。
6.根据权利要求1所述的一种具有表面低余硅涂层的C/C-SiC复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的装配体，其装配方式为BN坩埚内铺洒若干硅后，竖直放置若干碳木，然后若干碳木支撑复合材料1；其中碳木高度一致，支撑复合材料1涂刷抑制涂层的相反面。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的C/C-SiC复合材料，其特征在于，包括C/SiC基体和SiC涂层；其中C/SiC基体由C/C基体熔融渗硅得到；SiC涂层由涂层熔融渗硅反应得到。
...【技术特征摘要】
1.一种具有表面低余硅涂层的c/c-sic复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种具有表面低余硅涂层的c/c-sic复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的c/c基体为针刺无纬布碳纤维编制得到的长方体板材，密度范围1.2～1.5g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种具有表面低余硅涂层的c/c-sic复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中涂层为30wt％～50wt％sic粉、10wt％～30wt％炭黑、20wt％～40wt％水溶树脂、0.3wt％～0.5wt％改性剂的均匀混合物，其中sic粉粒径为10～20μm，炭黑粒径为3～5μm，水溶树脂为水含量80～90wt％的聚乙烯醇水溶液，改性剂为聚乙醇、聚乙烯亚胺、四甲基氢氧化铵、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺的一种或多种混合改性溶液。
4.根据权利要求1所述的一种具有表面低余硅涂层...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘汝强，王志怀，李登超，石艳庆，
申请(专利权)人：山东道普安制动材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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