【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及超高溫陶瓷涂層前驅粉體領域，具體是一種zrb2-sic-zrsix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體及其制備方法。
技術介紹
1、碳基復合材料具有低熱擴散系數、低熱膨脹系數(cte)、高比強度和模量、在惰性環境中優異的抗熱震性等優點,是被廣泛用作全球戰略武器、航空領域急需的耐高溫結構材料之一，但是，高溫易氧化和氧脆現象極大阻礙了其在航空器械核心部件的應用。因此，提高氧化防護性能成為決定碳結構材料發展和應用的關鍵難題。
2、超高溫陶瓷(uhtc)涂層作為基體和高溫有氧環境之間的屏障，其高阻氧結構構建是提升碳基體阻氧能力的基礎和保障。在眾多涂層體系中，硼化物-硅基涂層在高溫防護過程中可在表面原位生成密封玻璃層，該密封層可修復表面原位氧化造成的缺陷，并有效抵御氧氣滲透，從而形成梯度化涂層結構，該體系被認為是最有前途的超高溫陶瓷涂層體系之一。而zrb2因其高熔點、低相對密度和高導熱系數而被視為最具前景的體系材料。
3、然而，由于涂層的靜態阻氧結構是隨著涂層組分氧化損耗而動態變化的，當應用溫度超過1627℃時，涂層活性氧化產生的揮發氣體(b2o3、sio、co、co2)的劇烈釋放會導致涂層阻氧壁壘產生大量的氧化缺陷，進而造成涂層阻氧結構發生破壞性衍變，極大地削弱了涂層的氧化保護能力。涂層在氧化過程中的氧化疏松導致氧化活性位點增加，是zrb2-sic涂層阻氧結構動態衍變的根本原因，為了增強涂層的動態穩定性，迫切需要減緩涂層的氧化疏松化，來提高氧化防護以及疏松化修復能力。
4、粉體的合金化改性是有效
5、基于此，亟需一種可針對sic基復合粉體進行合金化制備的方法，以解決現有技術難題。
技術實現思路
1、本專利技術所要達到的目的是提供一種zrb2-sic-zrsix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體的制備方法，通過使用b4c作為原料解決sic基粉體無法直接用si和c直接自蔓延合成的問題。同時，通過在壓塊時添加過量的zr和si在燃燒的過程中生成不定型的過金屬硅化物zrsix，式分體復相合金化實現高阻氧強化的優勢。
2、為達到上述技術目的，本專利技術的技術方案如下：
3、一種zrb2-sic-zrsix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體，所述的超高溫陶瓷涂層前驅粉體為高阻氧強化的復相合金化粉體。
4、作為改進，所述zrsix表現為zrsi、zrsi2、zr5si4中的一種或多種。
5、作為改進，所述的zrb2-sic-zrsix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體體積比比例范圍為：zrb2:sic:zrsix＝196:98:2～180:90:10；
6、本專利技術的制備方法為：以zr、b4c、si為原料進行壓塊和燃燒合成，通過添加過量的zr和si在燃燒的過程中生成不定型的過金屬硅化物zrsix，破碎后得到zrb2-sic-zrsix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體。
7、作為改進，具體方法按照以下步驟進行：
8、(1)以zr、b4c、si為原料，按比例混合后壓塊；
9、(2)將壓塊材料放入燃燒合成爐中，在真空環境中啟動燃燒合成反應；
10、(3)待燃燒合成反應完畢后，取出產物，經二次破碎后得到zrb2-sic-zrsix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體。
11、作為改進，所述的zr、b4c、si原料的質量比例范圍為
12、zr:b4c:si＝80.3:6.6:13.1～77.2:5.8:17。
13、作為改進，所述的zrb2-sic-zrsix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體體積比比例范圍為：zrb2:sic:zrsix＝196:98:2～180:90:10。
14、本專利技術優點在于：
15、本專利技術使用b4c作為原料進行壓塊和燃燒合成，可以有效解決sic基粉體無法直接用si和c直接自蔓延合成的問題。同時，本專利技術避免了傳統合金化體系組元與石墨基體的熱膨脹系數差異較大引起的高溫開裂問題，且克服了傳統sic基體系難以合金化的難題，并協同不定型過金屬硅化物zrsix的合金化復合，具有利用粉體的復相合金化實現高阻氧強化的優勢。
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1.一種ZrB2-SiC-ZrSix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體，其特征在于，所述的超高溫陶瓷涂層前驅粉體為高阻氧強化的復相合金化粉體。
2.根據權利要求1所述的一種ZrB2-SiC-ZrSix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體，其特征在于，所述ZrSix表現為ZrSi、ZrSi2、Zr5Si4中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的一種ZrB2-SiC-ZrSix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體，其特征是，所述的ZrB2-SiC-ZrSix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體體積比比例范圍為：ZrB2:SiC:ZrSix＝196:98:2～180:90:10。
4.一種根據權利要求1所述的ZrB2-SiC-ZrSix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體的制備方法，其特征在于，以Zr、B4C、Si為原料進行壓塊和燃燒合成，通過添加過量的Zr和Si在燃燒的過程中生成不定型的過金屬硅化物ZrSix，破碎后得到ZrB2-SiC-ZrSix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體。
5.根據權利要求4所述的一種ZrB2-SiC-ZrSix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體的制備方法
6.根據權利要求5所述的一種ZrB2-SiC-ZrSix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體的制備方法，其特征是，所述的Zr、B4C、Si原料的質量比例范圍為Zr:B4C:Si＝80.3:6.6:13.1～77.2:5.8:17。
7.根據權利要求5所述的一種ZrB2-SiC-ZrSix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體的制備方法，其特征是，所述的ZrB2-SiC-ZrSix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體體積比比例范圍為：ZrB2:SiC:ZrSix＝196:98:2～180:90:10。
...【技術特征摘要】
1.一種zrb2-sic-zrsix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體，其特征在于，所述的超高溫陶瓷涂層前驅粉體為高阻氧強化的復相合金化粉體。
2.根據權利要求1所述的一種zrb2-sic-zrsix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體，其特征在于，所述zrsix表現為zrsi、zrsi2、zr5si4中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的一種zrb2-sic-zrsix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體，其特征是，所述的zrb2-sic-zrsix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體體積比比例范圍為：zrb2:sic:zrsix＝196:98:2～180:90:10。
4.一種根據權利要求1所述的zrb2-sic-zrsix梯度化超高溫陶瓷涂層前驅粉體的制備方法，其特征在于，以zr、b4c、si為原料進行壓塊和燃燒合成，通過添加過量的zr和s...
【專利技術屬性】
技術研發人員：任宣儒，陳躍星，吉祥，馮培忠，徐磊華，趙俊，陳龍，何昌林，
申請(專利權)人：河南省科學院碳基復合材料研究院，
類型：發明
國別省市：
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