1.一种采用高温-浸渍裂解工艺制备HfC-SiC改性C/C复合材料的方法,其特征在于步骤如下:
步骤1、碳毡清洗:将碳毡放到无水乙醇中进行超声波清洗,然后置于烘干温度为65~75℃的烘箱内烘干;
步骤2、制备多孔低密度C/C预制体:将碳毡置于等温化学气相沉积炉内,以天然气为反应气源,其气流量为0.4~1.0m3/h,N2作为载气,沉积温度为950~1150℃,沉积时间为40h~50h,结束后随炉冷却,得到多孔低密度C/C预制体;
步骤3、预制体清洗:将多孔低密度C/C预制体在无水乙醇中超声波清洗,然后置于烘干温度为65~75℃的烘箱内烘干备用;
步骤4、HfC-SiC陶瓷相的引入:
步骤a、高温浸渍多孔C/C预制体:将HfC-SiC陶瓷相前驱体溶液加温至90~110℃,放入多孔低密度C/C预制体至溶液中使预制体完全浸没,一并置于真空箱内,抽真空至0.08~0.05MPa,保真空2~5min,之后每隔1~2min真空度降低0.01MPa,直至真空度降至-0.08~-0.10MPa,继续保真空5~10min,取出浸渍后的多孔C/C预制体,在65~90℃的烘箱内烘干20~30h;
步骤b、热处理:将高温浸渍后的多孔低密度C/C预制体在氩气保护下进行热处理,其中通入的氩气流量为400~600ml/min,以2~5℃/min的升温速率升温至1500~1800℃,保温2~3h后断电降至室温,将浸渍到预制体内部的前驱体转化为HfC-SiC陶瓷相,实现向C/C复合材料内部引入HfC-SiC陶瓷相;
所述HfC-SiC陶瓷相前驱体溶液配制:将聚碳硅烷PCS和HfC前驱体粉末分别与二甲苯溶剂溶解并超声震荡2~3h,再将HfC前驱体溶液与PCS溶液混合并超声震荡10~30min,得到HfC-SiC陶瓷相的前驱体溶液;其中:前驱体溶液中的PCS和HfC的质量分数为60~70%;PCS与HfC的质量比为1︰4。
2.根据权利要求1所述采用高温-浸渍裂解工艺制备HfC-SiC改性C/C复合材料的方法,其特征在于:重复步骤a~步骤b,对多孔低密度C/C预制体进行高温浸渍和裂解,使其内部的HfC-SiC陶瓷相增多填满孔洞,制备出密度不同的HfC-SiC改性的C/C复合材料。
3.根据权利要求1或2所述采用高温-浸渍裂解工艺制备HfC-SiC改性C/C复合材料的方法,其特征在于:所述制备的HfC-SiC改性的C/C复合材料的密度为2.4~2.7g/cm3。
4.根据权利要求1所述采用高温-浸渍裂解工艺制备HfC-SiC改性C/C复合材料的方法,其特征在于:所述碳毡密度为0.42~0.48g/cm3。
5.根据权利要求1所述采用高温-浸渍裂解工艺制备HfC-SiC改性C/C复合材料的方法,其特征在于:所述多孔低密度C/C预制体密度为0.80~1.20g/cm3。
6.根据权利要求1所述采用高温-浸渍裂解工艺制备HfC-SiC改性C/C复合材料的方法,其特征在于:所述步骤1和步骤3的无水乙醇中超声波清洗时间为10~30min。