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公开(公告)号：CN112457056B
公开(公告)日：2021-09-10
申请号：CN202011366775.2
申请日：2020-11-30
Applicant: 中南大学
IPC: C04B41/87
Abstract: 本发明公开了一种成分梯度可控多元超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备方法，通过多种超高温陶瓷(ZrC、HfC、HfB2等)和高温陶瓷(SiC)复合改性C/C复合材料的多段设计，使陶瓷相在C/C基体内部形成连续成分梯度分布形态，实现分区域应对不同温域场的抗烧蚀抗氧化性能要求，同时避免成分突变引起的力学性能降低的缺点。本发明分段采用熔盐熔渗和普通反应熔渗相结合的制备工艺，以及梯度熔渗粉料配置，实现了近烧蚀端的强陶瓷相界面设计，以及近烧蚀端向远烧蚀端方向，超高温陶瓷相含量依次递减，而高温陶瓷相依次递增陶瓷相分布调控，最终形成了一种满足材料性能要求的不同陶瓷相成分和含量呈梯度变化的梯度陶瓷基复合材料。
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公开(公告)号：CN113248283A
公开(公告)日：2021-08-13
申请号：CN202110636763.5
申请日：2021-06-08
Applicant: 中南大学
IPC: C04B41/87
Abstract: 本发明提供了一种修补剂，由磷酸和磷酸盐中的一种、固化剂和纳米陶瓷粉组成。本申请还提供了一种碳基复合材料表面修补的方法。本申请提供的修补剂以磷酸或磷酸盐为基体、氧化铜作为固化剂、陶瓷粉体作为填料；在高温服役环境下，修补剂内部的氧化物会与碳基扩散出来的碳原子反应生成碳化物陶瓷，进一步提高了碳基复合材料的抗氧化性和粘结性；修补剂可在加入固化剂后常温下固化，大大降低了对设备的依赖性，对于碳基复合材料大尺寸异型件表面的简单修补具有非常重要的作用。
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公开(公告)号：CN113136541A
公开(公告)日：2021-07-20
申请号：CN202110690661.1
申请日：2021-06-22
Applicant: 中南大学
IPC: C23C8/64
Abstract: 本发明提供了一种Zr基合金表面梯度ZrC涂层的制备方法，包括：将Zr基合金嵌入具有盲孔的石墨基体的盲孔中，然后进行烧结，得到Zr基合金表面梯度ZrC涂层。本发明采用微压内嵌法，通过石墨基体的纵向盲孔结合常压烧结扩散法使得C扩散进入Zr基合金棒进行原位反应生成ZrC，梯度ZrC涂层均匀包覆Zr基合金表面。本发明提供的方法所形成的不同成分的梯度ZrC涂层每一层均匀分布，结合良好，无明显裂纹，有利于提高复合材料力学性能，特别是高温性能。本发明提供的方法简化了工艺过程，操作简单无污染，条件可控，成本低，可大批量生产。本发明还提供了一种Zr基合金表面梯度ZrC涂层。
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公开(公告)号：CN108975924B
公开(公告)日：2021-01-29
申请号：CN201810851967.9
申请日：2018-07-30
Applicant: 中南大学
IPC: C04B35/66 , C04B35/83 , C04B35/80 , C04B35/565 , C04B35/56 , C04B35/622 , C04B35/64
Abstract: 本发明公开了一种类Z‑pins金属棒增强碳陶复合材料的制备方法，将经预处理的金属粉末填充至碳陶复合材料的纵向盲孔中，压制成型，真空或惰性气氛下进行烧结，即获得类Z‑pins金属棒碳陶复合材料；本发明技术方案，通过在已成型的碳碳预制体或碳陶复合材料的厚度方向中预制盲孔，然后在盲孔中充填金属或合金粉末后烧结获得类Z‑pins结构增强碳陶复合材料，一方面，所形成的类Z‑pins结构中的金属在高温环境下，会优先于陶瓷基体的氧化，并达到优良的裂纹、孔洞等缺陷的自愈合效果，延长试样的高温服役时间及提高其高温服役性能；另一方面所述类Z‑pins的机械侨联和拔出，消耗大量的能量，从而提高基体的抗层间开裂性能，提升碳陶复合材料的力学性能。
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公开(公告)号：CN110845238A
公开(公告)日：2020-02-28
申请号：CN201911204418.3
申请日：2019-11-29
Applicant: 中南大学
Inventor： 孙威
IPC: C04B35/56 , C04B35/622 , C04B35/64
Abstract: 本发明属于碳化物陶瓷技术领域，具体涉及一种含氮碳化物超高温陶瓷块体及应用。本发明首次提供了采用球磨+放电等离子烧结来制备致密度大于等于98％且C/N含量分布均匀的HfCxNy陶瓷。本发明所设计和制备的新型超高熔点陶瓷克服了现有超高温抗烧蚀陶瓷存在耐烧蚀温度过低或高温烧蚀损耗过快的缺陷；使得其适用于3000℃及以上超高温抗烧蚀防护。通过验证发现经超长时间(300s)烧蚀后陶瓷仍保持接近零烧蚀率的状态和连续稳定的抗氧化防护结构。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108516852A
公开(公告)日：2018-09-11
申请号：CN201810308187.X
申请日：2018-04-08
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了碳-碳化硅双元基体碳纤维复合材料、其制备方法及应用。该方法包括步骤：（1）碳纤维预制体的编织与高温热处理；（2）制备多孔炭/炭坯体；（3）通过浸渍方式在上述炭/炭多孔坯体内部引入碳元素和硅元素，经浸渍与裂解的循环周期后，得到Cf/Cm-Sim多孔中间体；（4）对Cf/Cm-Sim多孔中间体进行包埋式熔融渗Si，制得Cf/Cm-SiCm复合材料。该复合材料内部SiC分布均匀、残余Si含量为1.2~3.3%、弯曲强度为236~275MPa、压缩强度为322~364MPa、动态摩擦系数为0.32~0.48，力学/摩擦性能优良、热稳定性及环境适用性强，适用于制作汽车制动盘/片。
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公开(公告)号：CN108277444A
公开(公告)日：2018-07-13
申请号：CN201810269113.X
申请日：2018-03-29
Applicant: 中南大学
IPC: C22C49/14 , C23C2/04 , C22C101/10
Abstract: 一种C/C-ZrC-SiC表层铁基合金改性复合材料及制备方法；所述复合材料包括C/C-ZrC-SiC基体、改性层；所述改性层为铁基高温合金；并通过低压悬浮浸渗工艺均匀封填于基体表层。其制备工艺是将坯体浸入铁基高温合金熔液中进行低压悬浮浸渗，控制熔液温度在1545℃～1635℃，得到C/C-ZrC-SiC表层铁基高温合金改性复合材料。铁基高温合金均匀分布在基体表层，增强表面密度，蒸发时耗散热量大，既可降低基体表面温度，又可以抵抗高温高速气流冲刷，避免机械剥蚀对基体的损伤，同时，铁基高温合金的抗高温蠕变性能优良，弥补了基体在强度和韧性上的不足。本发明具有工艺流程简单、周期短、适用工件尺寸范围广、烧蚀机理新颖的优点。
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公开(公告)号：CN108149201A
公开(公告)日：2018-06-12
申请号：CN201810019151.X
申请日：2018-01-09
Applicant: 中南大学
CPC classification number: C23C14/24 , C23C14/0021 , C23C14/0635
Abstract: 一种Mo-Si-X-C复相陶瓷涂层及制备方法，所述涂层由Mo、Si、X的粉末混合均匀后置于碳基体上，加热至1500-1600℃反应得到；所述X选自金属Al和/或Ti；其制备方法采用热蒸镀和原位化学反应联合法制Mo-Si-X(X＝Al，Ti)多元体系涂层。通过合金化降低了MoSi2的熔点(2030℃)，在较低温度条件下即可制备Mo-Si-X-C(X＝Al，Ti)复相陶瓷涂层。克服现有技术涂层与基体结合力差、制备繁琐等问题，通过炭基体提供碳源，原位反应形成基体结合力好的SiC内层，并大量填充基体内部孔隙和孔洞，形成具有啮合结构的复合涂层。本发明制备多元体系涂层具有时间短、制备过程简单、致密性好等特点。
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公开(公告)号：CN108129167A
公开(公告)日：2018-06-08
申请号：CN201810019655.1
申请日：2018-01-09
Applicant: 中南大学
IPC: C04B41/87
CPC classification number: C04B41/009 , C04B41/5062 , C04B41/87 , C04B41/5059 , C04B41/5057 , C04B41/4531 , C04B41/4517 , C04B41/4556 , C04B41/4558 , C04B41/0072 , C04B35/522
Abstract: 一种耐高温抗烧蚀改性ZrC-SiC陶瓷涂层及制备方法，所述改性ZrC-SiC陶瓷涂层是对ZrC-SiC陶瓷涂层进行高温渗氮处理得到，所述改性陶瓷涂层由为ZrCN、ZrC、SiC组成的复合陶瓷结构；采用本发明可以形成具有良好的热膨胀梯度结构的ZrC/SiC/C界面，提高涂层与基体的结合性能；随后通过快速改性，优化界面结构，得到多层复合陶瓷结构的ZrCN-ZrC/SiC复合涂层，涂层在高温烧蚀过程中，不同组元多步氧化，挥发带走大量热，改善现阶段技术ZrC涂层烧蚀后形成的疏松多孔结构，提高涂层抗烧蚀性能。本发明具有制备周期短、工艺简单，可极大节约生产成本的优势。
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公开(公告)号：CN104671815A
公开(公告)日：2015-06-03
申请号：CN201510025732.0
申请日：2015-01-19
Applicant: 中南大学
IPC: C04B35/83 , C04B35/565 , C04B35/56 , C04B35/622
Abstract: 本发明涉及一种ZrC-TiC改性C/C-SiC复合材料及其制备方法；属于复合材料制备技术领域。本发明所设计的复合材料包括碳纤维、热解碳层、SiC、ZrC-TiC；所述热解碳层包覆在碳纤维表面；所述SiC、ZrC-TiC包覆在热解碳层表面；且ZrC-TiC均匀分布在SiC中。其制备方法为采用化学气相渗透法制得低密度C/C复合材料；将Si、Zr、Ti混合粉末熔化并通过毛细作用渗入C/C复合材料内部，通过高温原位反应在孔隙中形成陶瓷相，最终获得ZrC-TiC改性C/C-SiC复合材料。本发明采用成本较低且快速便捷的工艺方法有效提高了C/C-SiC复合材料的使用温度，大大增强了材料的超高温抗烧蚀性能。
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