【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于sic纖維復合材料，具體涉及一種含鉑涂層的連續sic纖維及其制備方法。
技術介紹
1、連續sic纖維自問世以來就以其高強度、低密度、耐高溫、耐腐蝕等特點被廣泛應用于高溫結構材料領域，對于高溫服役條件下的復合材料，尤其是陶瓷基和金屬基復合材料而言，連續sic纖維已經成為增強體纖維材料的首選項。但是連續sic纖維增強的復合材料一般應用在高溫有氧甚至含有腐蝕性氣體的惡劣環境中，服役過程中承受載荷時有可能致使復合材料產生微裂紋，將連續sic纖維直接暴露在高溫空氣氛圍內。盡管連續sic纖維的抗氧化性能比較優異，但在溫度較高時仍會發生活性氧化導致纖維性能下降，進而影響復合材料的使用壽命。
2、提高連續sic纖維抗氧化性能的重要手段是對其進行涂層處理。周新貴等對在連續sic纖維表面沉積了碳化硅涂層，沉積涂層后纖維的強度和抗氧化性得到顯著提升，制備的復合材料在1000℃氧化3h后抗彎強度保持在598mpa，但當氧化溫度繼續提高時涂層的保護作用大幅下降。劉偉東通過溶液凝膠法在連續sic纖維表面制備了lapo4涂層，涂層對纖維的抗氧化性能提升很大，但因為涂層易脫落。sun等在連續sic纖維表面沉積了bn涂層，并對涂層的短時抗氧化性進行了研究。shimoda等通過cvd工藝在連續sic纖維表面沉積了pyc涂層，并制備了陶瓷基復合材料，復合材料的抗氧化性能得到了較大提高，但纖維的力學性能損傷較大。
3、因此，在不降低連續sic纖維自身性能的前提下制備適用于1000℃以上的高溫環境的抗氧化sic纖維復合材料，是當前研
技術實現思路
1、針對上述現有技術的缺點，本專利技術提供一種含鉑涂層的連續sic纖維及其制備方法。
2、為實現上述目的，本專利技術采取的技術方案為：
3、一種含鉑涂層的連續sic纖維，包括負載在sic纖維上的pt涂層，所述pt涂層為8-10層梯度晶粒尺寸的涂層，自sic纖維接觸層向上晶粒尺寸梯度增大。
4、作為本專利技術的優選實施方案，pt涂層梯度晶粒尺寸為0.05-0.1微米，pt涂層厚度為0.4-1.1微米。
5、作為本專利技術的優選實施方案，所述pt涂層中pt的質量占比為98％-99％，其余為碳。
6、一種含鉑涂層的連續sic纖維的制備方法，包括如下步驟：將乙酰丙酮鉑放置在升華室內的石英舟中，將乙酰丙酮鉑加熱升華后，通入ar和o2，乙酰丙酮鉑氣體由ar運載到沉積室內的連續sic纖維基體表面，發生連續熱分解反應生成鉑涂層，反應副產物被真空泵抽出，得到含鉑涂層的連續sic纖維。
7、作為本專利技術的優選實施方案，所述加熱升華的溫度為180℃。
8、作為本專利技術的優選實施方案，連續熱分解為在450℃-550℃內連續升溫，升溫速率2.5℃/分鐘，連續升溫至550℃后停止功率加載，保持550℃恒溫20分鐘，壓強為20kpa。
9、作為本專利技術的優選實施方案，ar為運載氣體，流量為50ml/min；o2為反應氣體，流量為3ml/min。
10、本專利技術的原理是：
11、本專利技術化學氣相沉積的pt涂層可以實現成分可控調節，通過沉積工藝的控制在涂層晶界處保留1-2％wt的c，形成pt/c團簇涂層，凹凸不平的沉積表面可以增加涂層與基體的結合，此外涂層中殘余的c呈現團簇形貌，表面活性較高，有利于與sic基體產生反應，產生的c-sic界面擴散及界面反應，提升界面結合。另一方面，提高所沉積的鉑涂層光滑致密，有效彌補了連續sic纖維表面缺陷，提升連續sic纖維的拉伸強度在高溫下的抗氧化性能。
12、梯度涂層主要是晶粒尺寸的連續變化，晶粒尺寸連續變化可以降低界面應力，提升涂層與基體的結合力，由于在所選連續沉積的溫度范圍區間內，c含量沉積量較低，pt涂層純度較高，能夠保證涂層的抗氧化性能。
13、與現有技術相比，本專利技術的有益效果為：
14、本專利技術通過mocvd法在連續sic纖維表面沉積了梯度晶粒尺寸的pt涂層，一方面利用pt涂層中pt與c的團簇效應，以及涂層中殘余的c呈現團簇形貌與sic基體產生反應，產生的c-sic界面擴散及界面反應，使得pt涂層與連續sic纖維結合牢固，即使在高溫環境下下也不易脫落。另一方面，晶粒尺寸連續變化降低界面應力，提升涂層與基體的結合力。而且所沉積的鉑涂層光滑致密，有效彌補了連續sic纖維表面缺陷，不僅增加了連續sic纖維的拉伸強度，而且提升了連續sic纖維在700-1400℃高溫下的抗氧化性能。
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1.一種含鉑涂層的連續SiC纖維，其特征在于，包括負載在SiC纖維上的Pt涂層，所述Pt涂層為8-10層梯度晶粒尺寸的涂層，自與SiC纖維接觸層向上晶粒尺寸梯度增大。
2.如權利要求1所述含鉑涂層的連續SiC纖維，其特征在于，Pt涂層梯度晶粒尺寸為0.05-0.1微米，Pt涂層厚度為0.4-1.1微米。
3.如權利要求1所述含鉑涂層的連續SiC纖維，其特征在于，所述Pt涂層中Pt的質量占比為98%-99%，其余為碳。
4.權利要求1-3任一項所述含鉑涂層的連續SiC纖維的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將乙酰丙酮鉑放置在升華室內的石英舟中，將乙酰丙酮鉑加熱升華后，通入Ar和O2，乙酰丙酮鉑氣體由Ar運載到沉積室內的連續SiC纖維基體表面，發生連續熱分解反應生成鉑涂層，反應副產物被真空泵抽出，得到含鉑涂層的連續SiC纖維。
5.如權利要求4所述含鉑涂層的連續SiC纖維的制備方法，其特征在于，所述加熱升華的溫度為180℃。
6.如權利要求4所述含鉑涂層的連續SiC纖維的制備方法，其特征在于，連續熱分解為在450℃-550
7.如權利要求4所述含鉑涂層的連續SiC纖維的制備方法，其特征在于，Ar為運載氣體，流量為50ml/min；O2為反應氣體，流量為3ml/min。
...【技術特征摘要】
1.一種含鉑涂層的連續sic纖維，其特征在于，包括負載在sic纖維上的pt涂層，所述pt涂層為8-10層梯度晶粒尺寸的涂層，自與sic纖維接觸層向上晶粒尺寸梯度增大。
2.如權利要求1所述含鉑涂層的連續sic纖維，其特征在于，pt涂層梯度晶粒尺寸為0.05-0.1微米，pt涂層厚度為0.4-1.1微米。
3.如權利要求1所述含鉑涂層的連續sic纖維，其特征在于，所述pt涂層中pt的質量占比為98%-99%，其余為碳。
4.權利要求1-3任一項所述含鉑涂層的連續sic纖維的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將乙酰丙酮鉑放置在升華室內的石英舟中，將乙酰丙酮鉑加熱升華后，通入ar和o2，乙酰丙酮鉑...
【專利技術屬性】
技術研發人員：魏燕，王獻，胡昌義，張大偉，陳力，張貴學，蔡宏中，汪星強，張詡翔，趙興東，黎玉盛，安盈志，李艷瓊，文嘉棟，肖祥興，朱君宇，
申請(專利權)人：貴研鉑業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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