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公开(公告)号：CN114524674B
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202210193554.2
申请日：2022-03-01
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C04B35/52 , C04B35/622 , C04B35/80
摘要： 本发明公开了一种防热‑隔热‑承载一体化轻质碳‑陶复合材料及其制备方法，属于超高温热防护材料技术领域。通过将具有抗氧化、抗烧蚀功能的陶瓷基体与轻质碳基复合材料复合，制备出所述复合材料。该材料由纤维增强体，碳气凝胶和陶瓷双基体组成，陶瓷基体均匀弥散分布于碳气凝胶三维纳米网络结构中，依靠碳气凝胶的隔热‑承载和陶瓷基体的抗氧化烧蚀进而满足长时高温有氧环境下的多功能需求。通过改变陶瓷组元种类、含量以及引入次序，可实现轻质碳基复合材料的宽温域抗氧化烧蚀。本发明所述材料的力学及抗氧化性能相较于轻质碳基复合材料有明显提高，压缩强度提高至90.9MPa，1300℃下静态氧化15min失重率下降至9.19％。
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公开(公告)号：CN115557800A
公开(公告)日：2023-01-03
申请号：CN202211177982.2
申请日：2022-09-27
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C04B38/08 , C04B35/565 , C04B35/622
摘要： 本发明涉及一种多孔碳均匀陶瓷化制备碳化硅基复合材料的方法，属于飞行器用热防护材料技术领域。该方法将酚醛树脂、乙二醇及固化剂混合均匀制得前驱体溶液，并将其浸渍入碳或陶瓷纤维预制体中，采用高压辅助相分离与高温固化方法，通过抑制乙二醇的沸腾与游离酚等物质的挥发，促进酚醛树脂更多活性位点参与聚合反应，进而在固化‑碳化后获得具有均匀的纳米孔结构及适宜的孔隙率的多孔碳基熔渗预制体。经1450~1550℃低温渗硅使多孔碳完全转化为碳化硅基体，且该过程产生的体积膨胀可完全填充原有孔道。所得碳化硅基体结构致密，无残碳、残硅，且晶粒细小；同时，引入的液硅在反应过程中被完全消耗，纤维无刻蚀。
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公开(公告)号：CN114524674A
公开(公告)日：2022-05-24
申请号：CN202210193554.2
申请日：2022-03-01
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C04B35/52 , C04B35/622 , C04B35/80
摘要： 本发明公开了一种防热‑隔热‑承载一体化轻质碳‑陶复合材料及其制备方法，属于超高温热防护材料技术领域。通过将具有抗氧化、抗烧蚀功能的陶瓷基体与轻质碳基复合材料复合，制备出所述复合材料。该材料由纤维增强体，碳气凝胶和陶瓷双基体组成，陶瓷基体均匀弥散分布于碳气凝胶三维纳米网络结构中，依靠碳气凝胶的隔热‑承载和陶瓷基体的抗氧化烧蚀进而满足长时高温有氧环境下的多功能需求。通过改变陶瓷组元种类、含量以及引入次序，可实现轻质碳基复合材料的宽温域抗氧化烧蚀。本发明所述材料的力学及抗氧化性能相较于轻质碳基复合材料有明显提高，压缩强度提高至90.9MPa，1300℃下静态氧化15min失重率下降至9.19％。
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公开(公告)号：CN114414363A
公开(公告)日：2022-04-29
申请号：CN202210112462.7
申请日：2022-01-29
申请人： 中国科学院金属研究所
摘要： 本发明公开了一种材料高温力学性能测试用夹具制造方法，属于性能测试用夹具设计及制造技术领域。通过结构设计并采用电耦合化学气相渗工艺(E‑CVI)、树脂浸渍裂解工艺(PIC)与化学气相沉积工艺(CVD)混合工艺制备出含有深度SiC涂层的C/C复合材料高温力学性能测试夹具。所制备测试夹具可实现温度1000～1700℃空气、惰性气氛和真空等环境使用，以及1800℃以上惰性气氛或真空下使用。同时，夹具具有较高的使用寿命和较低测试成本。
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公开(公告)号：CN113773043A
公开(公告)日：2021-12-10
申请号：CN202110796611.1
申请日：2021-07-14
申请人： 中国科学院金属研究所
摘要： 本发明公开了一种低密度炭纤维增强炭气凝胶复合材料的制备方法，属于炭气凝胶制备技术领域。该方法步骤包括：1)配制酚醛树脂反应溶液；2)浸渍超弹混杂纤维毡；3)辅助浸渍‑固化；4)常压干燥；5)炭化。本发明采用超弹混杂纤维毡代替传统刚性碳纤维毡，用以作为纳米多孔炭的新型增强体，基于混杂纤维毡的超弹特性，实现了增强体与基体在炭化过程中的协同收缩，突破了纤维增强体与多孔有机体难以收缩匹配的技术瓶颈，获得了低热导、高强韧、大尺寸的炭气凝胶复合材料，并且此材料具有优异的高温隔热性能，有望作为新型高温隔热材料应用于高端民用隔热及航天热防护等领域。
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公开(公告)号：CN108977795B
公开(公告)日：2021-01-12
申请号：CN201710396960.8
申请日：2017-05-31
申请人： 中国科学院金属研究所
摘要： 本发明公开了一种电耦合化学气相沉积法制备碳化硅涂层的装置和方法，属于碳化硅涂层技术领域。本发明装置包括带有水冷壁的炉体、石墨电极工装、气源系统、真空泵和尾气处理系统；所述石墨电极工装用于固定和通电加热待沉积样品，通过气源系统向炉体内通入气源物质，炉体的顶部依次连接真空泵和尾气处理系统。采用电耦合化学气相沉积法制备以C/C复合材料或石墨为基体的SiC涂层，首先对炉体进行通电加热，同时水冷壁对炉体进行冷却，使基体内外形成所需的温度梯度，然后向炉体内通入气源气体进行沉积；沉积温度为900～1400℃，反应时间为3～10小时。本发明能够实现大尺寸、低成本、短周期、高效率SiC涂层的制备。
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公开(公告)号：CN107879758B
公开(公告)日：2020-08-04
申请号：CN201610871007.X
申请日：2016-09-30
申请人： 中国科学院金属研究所
摘要： 本发明公开了一种三明治结构C/C‑SiC复合材料及其制备方法，属于碳纤维增强陶瓷基复合材料技术领域。具体如下：设计出一种中间为高密度C/C、两侧分别为对称分布的C/C‑SiC和C/SiC的新型三明治结构复合材料；发明一种快速制备三明治结构C/C‑SiC复合材料的新工艺。该材料不仅密度低，而且具有优异的抗氧化性能和高温力学性能；该工艺具有制备周期短、成本低、能耗小等特点。本发明的实施可拓展C/C‑SiC复合材料在航空航天系统的应用范围。
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公开(公告)号：CN107473761B
公开(公告)日：2020-07-07
申请号：CN201610402864.5
申请日：2016-06-08
申请人： 中国科学院金属研究所
摘要： 本发明公开了一种防隔热、承载一体化炭气凝胶/陶瓷层状复合材料及其制备方法和应用，属于炭气凝胶/陶瓷复合材料技术领域。该复合材料包含高强度炭气凝胶本体层、功能梯度SiC‑炭气凝胶过渡层、超高温陶瓷/SiC抗氧化复合涂层。高强度炭气凝胶采用常压干燥工艺，经溶液配制、溶胶凝胶、溶剂置换、常压干燥、高温炭化五个步骤制备而成；功能梯度SiC‑炭气凝胶过渡层通过化学气相渗工艺在炭气凝胶表层进行SiC深度沉积获得；超高温陶瓷/SiC抗氧化复合涂层分别由喷涂和化学气相沉积复合工艺制得。该复合材料兼备好的抗烧蚀和抗氧化性能、低的热导率、强度高、密度低、耐高温性能可达1800℃等特点，适用于飞行器的防隔热材料。
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公开(公告)号：CN110776328A
公开(公告)日：2020-02-11
申请号：CN201911110903.4
申请日：2019-11-14
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C04B35/83 , C04B35/622 , C04B38/02
摘要： 本发明公开了一种高比强度多孔碳/碳复合材料及其制备方法，属于碳/碳复合材料(C/C)制备技术领域。首先将酚醛树脂、乙二醇及固化剂按照质量比(10-15):(11-16):(1-2)混合并搅拌均匀制得前驱体溶液，然后将碳纤维预制体浸泡在前驱体溶液中，在120-250℃温度区间固化，随后以每分钟5-10℃速率升温至1000℃并进行多段保温，得到低密度高比强碳/碳复合材料。本发明通过添加造孔剂和固化剂制得基体碳为珠链网状多孔结构的碳/碳复合材料，该工艺具有工艺简单，周期短、成本低等特点，所制碳/碳复合材料具有比强度高、孔结构均匀等优点。
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公开(公告)号：CN109987971A
公开(公告)日：2019-07-09
申请号：CN201910383436.6
申请日：2019-05-09
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C04B41/89
摘要： 本发明公开了一种碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料表面中高温长时间抗氧化涂层及其制备方法，属于陶瓷基复合材料抗氧化技术领域。首先采用化学气相沉积工艺在碳化硅陶瓷基复合材料表面沉积碳化硅内层；以氧化硼、硼化锆、碳化硅、二氧化硅和氧化铝为涂层原料，硅溶胶为粘接剂，采用涂刷‑烧结工艺在碳化硅内层上制备ZrB2‑SiC基中间层；再利用化学气相沉积工艺在中间层表面制备SiC外层，最终得到SiC/ZrB2‑SiC/SiC复合抗氧化涂层。本发明所述涂层可以在900‑1500℃实现对碳化硅陶瓷基复合材料长时间抗氧化，氧化失重率最高仅为1.1％。
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