技术特征：
1.一种在石墨材料及工件表面制备抗氧化硅基陶瓷涂层的方法和应用，其特征在于：包括以下步骤：a：预浸料制备：根据使用环境温度要求，选择聚硅氮烷、聚硅氧烷、聚硅碳烷类有机硅材料作主体材料，用溶剂溶解或者稀释，并添加纳米无机材料作填料和分散助剂，通过砂磨机分散均匀，制成稳定的预浸料。b：石墨材料或工件预浸：将石墨材料或者用除尘设备，除去表面杂质，放入真空浸渗容器中，将石墨材料或者工件微孔中气体抽出，注入预浸料，取出粗烘，重复预浸、粗烘，直到满足要求的涂层厚度为止。c硅基陶瓷涂层热裂解及热处理：通过对已浸渗的石墨材料或者工件在氮气保护下进行程序式加热固化、裂解、陶瓷化、涂层致密化处理，使预浸料转化为硅基陶瓷涂层，产生致密陶瓷涂层。2.在预浸料制备步骤中有机硅主体材料选择为聚硅碳烷、聚硅氧碳烷、聚硅氮烷等陶瓷前驱体材料中1种、2种及3种的混合物，溶剂为沸点为70～120℃烷烃或者芳香烃类溶剂，填料为反应型填料如碳化硅、二氧化硅、氮化硼及氮化铝、氮化硅等，分散剂为有机硅类和聚乙烯亚胺类。3.在石墨材料或工件预浸步骤中的石墨材料或工件可为多孔类或者非孔类，其主要应用于石墨类模具、石墨电极、单晶硅生产热场、导热毯、半导体石墨基底等，特别权力要求是应用于玻璃热弯成型加工中石墨模具、单晶硅石墨热场、石墨导热毯、核反应石墨电极、半导体石墨基底。4.在硅基陶瓷涂层热裂解及热处理步骤中，热裂解及热处理热处理的温度为4.在硅基陶瓷涂层热裂解及热处理步骤中，热裂解及热处理热处理的温度为热处理时间为采用程序控制升温和时间。5.在预浸料制备步骤中所述预浸料主体料为硅基陶瓷前驱体材料，特别要求权力的是为碳化硅、碳氧化硅、碳氮化硅类陶瓷前驱体即聚硅碳烷、聚硅氧碳烷、聚硅氮烷，这些材料具有碳、硅、氧、氮等元素摩尔比接近0.5～1.5∶0.5～1.5∶1～1.5∶0.5～1.25化学计量比，分子结构以支链、超支链结构为主，同时这些前驱体材料具有一定数量活性官能团羟基、氨基、巯基、碳碳不饱和双键，可以通过化学键与铝、硼、钇等元素原子结合形成改性硅基陶瓷涂层，以满足被处理石墨材料及可以在500——3000℃温度、有氧或者惰性气体氛围、核辐射环境长时间工作需要。
技术总结
本发明提供了一种在石墨基体材料及表面制备抗氧化硅基陶瓷涂层的方法，采用超真空浸渗及阶梯式裂解烧结技术，选用特殊的有机硅材料、无机纳米材料在石墨类材料及工件内部和表面形成硅基纳米陶瓷涂层，从而解决石墨材料及工件在高温条件下被氧化腐蚀问题，提高石墨类材料的高温环境下使用性能和工作寿命。该制备方法所得抗氧化硅基陶瓷涂层的致密性和均匀性好，具有抗热冲击性和良好的高温抗氧化性能；通过调整有机硅材料分子结构组成，渗透镀膜技术工艺参数、真空热处理温度及时间，可以方便控制抗氧化硅基陶瓷涂层表面平整度和厚度；且该制备工艺可实现规模化制备石墨基硅基陶瓷抗氧化涂层，工艺过程相对简单，成本低、重复性好，可以广泛应用于各种石墨材料及工件抗氧化保护领域。氧化保护领域。
技术研发人员：周曦东 刘兰英
受保护的技术使用者：北京纳斯特克纳米科技有限责任公司
技术研发日：2020.11.19
技术公布日：2022/4/20