一种梯度防隔热一体化材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN116444299B

    公开(公告)日:2023-08-22

    申请号:CN202310731402.8

    申请日:2023-06-20

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种梯度防隔热一体化材料及其制备方法,采用多孔C‑PICA复合材料作为隔热层结构材料基体,纳米多孔结构能有效限制气态和固态传热,达到隔热效果;碳阻隔层起到保护基体材料免受液态熔体侵蚀,减少纤维损伤的作用;SiC过渡层可降低基体与涂层之间的热应力,改善界面相容性问题;ZrC‑SiC防热层阻止热流进一步侵蚀,提高材料应用温度,各层可发挥各组分部分的协同作用。该防隔热一体化材料具有耐高温、轻质、隔热能力优异等特点,且成本低制备工艺简单,具有较好的人为可控性,适合大规模工业化生产。

    一种在石墨表面制备合金/碳化钽复合涂层的方法

    公开(公告)号:CN116397228B

    公开(公告)日:2023-08-22

    申请号:CN202310661272.5

    申请日:2023-06-06

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 孙威 王子威 田甜

    Abstract: 本发明公开了一种在石墨材料表面制备合金/碳化钽复合涂层的方法,将合金丝缠绕在石墨材料表面,然后将缠绕合金丝的石墨材料埋入混合盐中,然后于空气气氛中进行熔盐反应处理即得;所述混合盐由基盐、钽源、还原剂、活化剂、稀土金属氧化物组成,其中基盐为硼砂,钽源选自氧化钽和/或钽,还原剂为B4C,活化剂选自NaF和/或KF,稀土金属氧化物选自氧化镧、氧化铈、氧化钪、氧化钆中的至少一种。本发明的方法所制备的合金/碳化钽复合涂层具有较高的硬度和耐氧化腐蚀性能;本发明的方法可以在石墨上制备不同的合金/碳化钽复合涂层,操作简单,无需特殊设备,成本低廉,适合工业化生产。

    一种含纳米复相超高温陶瓷内涂层的C/C-UHTCs复合材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN116239400A

    公开(公告)日:2023-06-09

    申请号:CN202310505724.0

    申请日:2023-05-08

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 孙威 申雨竹 熊翔

    Abstract: 本发明公开了一种含纳米复相超高温陶瓷内涂层的C/C‑UHTCs复合材料及其制备方法,本发明的制备方法先于C/C多孔体表面包裹熔渗粉料A进行第一次熔盐熔渗处理,获得含纳米复相超高温陶瓷内涂层的碳陶多孔体,然后再于碳陶多孔体表面包裹熔渗粉料B进行第二次熔盐熔渗处理;本发明通过控制熔渗粉末的原料组成,以及第一次熔渗处理的反应条件,使得最终可以获得由等轴晶组成的、单层晶粒的、致密均匀的具有纳米尺寸的超高温陶瓷内涂层,其能大幅提升C/C‑UHTCs复合材料的综合性能,本发明所提供的C/C‑UHTCs复合材料具有极其优异的抗烧蚀性能。

    一种(ZrHfTiTaNb)C-W金属高熵陶瓷改性C/C复合材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN115894082A

    公开(公告)日:2023-04-04

    申请号:CN202310221986.4

    申请日:2023-03-09

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种(ZrHfTiTaNb)C‑W金属高熵陶瓷改性C/C复合材料及其制备方法,将含原料粉末B1的浆料A1刷涂进C/C多孔体中,烧结处理,于C/C多孔体表面形成(ZrHfTiTaNb)C界面层,再将含原料粉末B2的浆料A2刷涂进C/C多孔体中,反应烧结,重复浆料A2的刷涂‑反应烧结,即得(ZrHfTiTaNb)C‑W金属高熵陶瓷改性C/C复合材料;本发明所制备的复合材料致密度高,无明显缺陷,所制得的复合材料高强高韧,抗烧蚀性能高,采用刷涂的制备方法,工艺简单高效。

    一种耐烧蚀隔热一体化复合材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN115536415A

    公开(公告)日:2022-12-30

    申请号:CN202211528394.9

    申请日:2022-12-01

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种耐烧蚀隔热一体化复合材料及其制备方法。该复合材料两端分别为耐烧蚀段和隔热段,中间为过渡段;所述耐烧蚀段由超高温陶瓷基体与高增密碳纤维编织体复合而成;所述隔热段由复合磷酸盐基体与石英纤维编织体复合而成;所述过渡段由超高温陶瓷和复合磷酸盐复合基体与低密度碳纤维编织体复合而成。该复合材料具有梯度密度结构,形成了防热、隔热的有机整体,具有更可靠的机械稳定性及安全性,同时兼具优异的耐热、隔热及承载性能,且制备方法简单,成本低廉,适合工业规模化生产。

    一种SiC与碳氮化物互穿抗烧蚀涂层及其制备方法

    公开(公告)号:CN115353414A

    公开(公告)日:2022-11-18

    申请号:CN202210912167.X

    申请日:2022-07-29

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种SiC与碳氮化物互穿抗烧蚀涂层及其制备方法,所述互穿抗烧蚀涂层设置于碳材料表面,所述互穿抗烧蚀涂层由SiC相与碳氮化物相组成,所述SiC相与碳氮化物相呈网络互穿结构。所述互穿抗烧蚀涂层通过先原位生成多孔SiC涂层,再通过高流动性熔盐包裹金属氮化物运输至多孔SiC孔中经过沉积碳扩散,形成与SiC互穿的碳氮化物。本发明所提供的互穿抗烧蚀涂层具有低热膨胀、高熔点、高强度的综合特点。本发明可在远低于Si、Hf熔点的温度制备抗烧蚀碳氮化物互穿界面涂层,工艺简单高效。

    一种轴向梯度和平面均质的超高温陶瓷基复合材料的制备方法

    公开(公告)号:CN114380613A

    公开(公告)日:2022-04-22

    申请号:CN202210284995.3

    申请日:2022-03-23

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种轴向梯度和平面均质的超高温陶瓷基复合材料的制备方法,通过轴向梯度碳纤维预制体编织和梯度低熔点合金丝点阵植入相结合的方法,使碳相呈轴向梯度变化,陶瓷相在梯度C/C基体内部呈连续成分梯度分布和平面点阵均质分布的形态,本发明方法实现了轴向上,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,而碳相依次递增的物相分布调控;平面方向上,各陶瓷相均匀分布,最终形成了一种满足材料性能要求的轴向上不同陶瓷相、碳相成分和含量呈梯度变化,平面上陶瓷相均匀分布的梯度陶瓷基复合材料。

    一种陶瓷涂层防护梯度碳陶复合材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN113582713B

    公开(公告)日:2022-01-28

    申请号:CN202111147722.6

    申请日:2021-09-29

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开一种陶瓷涂层防护梯度碳陶复合材料及其制备方法,陶瓷涂层防护梯度碳陶复合材料包括:梯度碳陶复合材料,其表面设置有内凹结构;梯度碳陶复合材料为梯度C/C‑ZrC‑SiC复合材料;以及,超高温陶瓷涂层,沿梯度碳陶复合材料表面及内凹结构内壁面连续设置;超高温陶瓷涂层是由难熔金属沿梯度碳陶复合材料表面扩散及下渗,并与梯度碳陶复合材料表面反应所形成的难熔金属碳化物涂层;从而使得形成的陶瓷涂层是一种三维插孔结构涂层,其界面强度远大于二维平面涂层,且内凹结构的设置使得涂层的表面积大大增加,同时可以提高复合材料表面熔体流动的阻力,进而可以提高复合材料的整体耐温性能,降低涂层剥离的风险。

    一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷及其应用

    公开(公告)号:CN111072388B

    公开(公告)日:2021-07-27

    申请号:CN202010091997.1

    申请日:2020-02-14

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 孙威 彭峥 熊翔

    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。

    一种高熵碳化物超高温陶瓷粉体及其制备方法

    公开(公告)号:CN109180189B

    公开(公告)日:2021-03-30

    申请号:CN201811167337.6

    申请日:2018-10-08

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明属于碳化物陶瓷技术领域,具体涉及一种高熵碳化物超高温陶瓷粉体及其制备方法,其分子式为XCy,其中X为Zr、Ti、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo或W中的至少两种,0.6≤y<1.0,具有单一相面心立方结构,游离碳含量为≤0.35wt%,是通过将至少两种金属粉与C粉球磨混合,经无压放电等离子烧结制得。本发明高熵碳化物陶瓷粉体为单一相固溶体,具有单一相面心立方结构,游离碳含量低,纯度高,结构疏松易破碎,利于后期加工应用。

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