CN102674892A

CN102674892A - 一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层及其制备方法

Info

Publication number: CN102674892A
Application number: CN2012101765514A
Authority: CN
Inventors: 华云峰; 杜继红; 姬寿长; 李争显; 王宝云; 王彦峰
Original assignee: Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
Current assignee: Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2032-05-31
Also published as: CN102674892B

Abstract

本发明提供了一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层，由一定体积百分比的ZrB₂、HfC、SiC、TiB₂和Sc₂O₃组成。另外，本发明还提供了一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层的制备方法，包括以下步骤：一、碳/碳复合材料打磨抛光、洗净烘干；二、ZrB₂、HfC、SiC、TiB₂、Sc₂O₃和有机溶剂球磨为料浆；三、将料浆涂于碳/碳复合材料表面，得到料浆涂层；四、电子束熔烧表面带有料浆涂层的碳/碳复合材料，得到碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层。采用本发明制备的涂层致密、均匀、力学性能好、与碳/碳复合材料基体的结合强度高，能够有效提高碳/碳复合材料的超高温抗氧化性能。

Description

一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层及其制备方法

技术领域

本发明属于抗氧化无机材料技术领域，具体涉及一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层及其制备方法。

背景技术

碳/碳复合材料具有高比强、高比模、低密度、低热膨胀系数、耐热冲击的性能以及力学强度随温度的升高不降反升的独特性能，是目前唯一可以在温度为1800℃～2500℃的超高温条件下保持较高力学性能的材料。然而，尽管碳/碳复合材料在超高温条件下具有诸多优良的性能，但其在温度高于400℃的有氧环境中极易发生氧化反应，导致碳/碳复合材料的综合性能下降。

超高温抗氧化涂层是提高碳/碳复合材料超高温抗氧化性能的重要途径。ZrB₂的熔点高达3245℃，是碳/碳复合材料理想的超高温抗氧化涂层材料。

文献1(E. L. Corral,R. E. Loehman. Ultra-high-temperature ceramic coatings for oxidation protection of Carbon–Carbon composites.Journal of American Ceramic Society,2008,91(5):1495-1502)和文献2(牛亚然，郑学斌，丁传贤.等离子体喷涂高温抗氧化涂层制备与表征.热喷涂技术，2011，3(3):1-10)均通过加入SiC来提高ZrB₂的抗氧化性能。文献3(D. Sciti, F. Monteverde,S. Guicciardi et al.Microstructure and mechanicalproperties of ZrB₂-MoSi₂ ceramic composites producedby different sintering techniques.Materials Science andEngineering A,2006,434:303-309)通过加入MoSi₂来提高ZrB₂的抗氧化性能。然而在超高温条件下，ZrB₂-SiC和ZrB₂-MoSi₂的氧化产物均存在粘度低、蒸发速率快、氧扩散系数高等缺陷，导致ZrB₂-SiC和ZrB₂-MoSi₂的氧化速率过快。

文献4(韩杰才, 胡平，张幸红等.LaB₆的添加对ZrB₂-SiC基超高温陶瓷材料氧化性能的影响.中国力学学会学术大会，2007)通过加入SiC、LaB₆来提高ZrB₂的抗氧化性能。文献5(李学英，张幸红，韩杰才等.Y₂O₃掺杂ZrB₂-SiC基超高温陶瓷的抗烧蚀性能.稀有金属材料与工程,2011,40(5):820-823)通过加入SiC、Y₂O₃来提高ZrB₂的抗氧化性能。文献6(张伟刚.碳/碳复合材料的宽温域自愈合抗氧化.中国材料进展，2011，30(11):25-31)和文献7(V. Medri,F. Monteverde,A. Balbo,et al.Comparison of ZrB₂-ZrC-SiC composites fabricatedby spark plasma sintering and hot-pressing.AdvancedEngineering Materials,2005,7(3):159-163)通过加入SiC、ZrC来提高ZrB₂的抗氧化性能。文献8(F. Monteverde,A. Bellosi,L. Scatteia. Processing and properties of ultra-high temperature ceramics for space applications.Materials Scienceand Engineering A,2008,485:415-421)通过加入SiC、HfB₂来提高ZrB₂的抗氧化性能。文献4至8虽然提高了氧化产物的粘度，降低了氧化产物的蒸发速率，但仍存在氧化产物的氧扩散系数高等缺陷，导致涂层因过快氧化而失效。

此外，当采用文献1或文献6所述的陶瓷先驱体裂解方法制备含有抗氧化增强相的多元涂层时，由于陶瓷先驱体裂解一般发生在1100℃～1500℃，ZrB₂-SiC或ZrB₂-ZrC-SiC与抗氧化增强相的结合强度低，抗氧化增强相易脱粘失效。

当采用文献2所述方法制备含有抗氧化增强相的多元涂层时，由于传统等离子喷涂技术的喷涂距离远，抗氧化增强相、ZrB₂和SiC均为凝固相，所制涂层为层状和多孔结构，涂层与基体的结合强度低，涂层的致密度低，超高温抗氧化性能差。

当采用文献3所述方法制备含有抗氧化增强相的多元涂层时，无压烧结难以实现超高温抗氧化涂层的致密化。

当采用文献4、文献5、文献7和文献8所述的热压烧结方法制备三元涂层时，烧结过程中的高压将损伤碳/碳复合材料。

文献9(李军，罗瑞盈，张仁钦.固渗+EB-PVD法制备碳/碳复合材料防氧化复合涂层研究.炭素技术,2007,26(3):1-5)采用电子束物理气相沉积方法制备Y₂O₃-Al₂O₃-SiC涂层。该方法因不对基体加热从而使制备的涂层呈柱状晶结构，柱状晶粒在超高温发生再结晶致密化，导致涂层出现孔隙，与其它相混合沉积时，难以制备化学计量比的碳化物相。因此，采用该方法制备的多元涂层的超高温抗氧化性能差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层。该涂层致密、均匀、力学性能好、与碳/碳复合材料的结合强度高，能够有效提高碳/碳复合材料的超高温抗氧化性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层，其特征在于，由以下体积百分比的成分组成：ZrB₂55%～70%，HfC 5%～10%，SiC 10%～15%，TiB₂7%～10%，Sc₂O₃8%～10%；所述碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层是指该涂层以碳/碳复合材料为基体，在温度为1800℃～2500℃的条件下具有抗氧化性。

上述的一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层，由以下体积百分比的成分组成：ZrB₂57%～67%，HfC 6%～9%，SiC 11%～14%，TiB₂8%～10%，Sc₂O₃8%～10%。

上述的一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层，由以下体积百分比的成分组成：ZrB₂63%，HfC 7%，SiC 12%，TiB₂9%，Sc₂O₃9%。

另外，本发明还提供了一种制备上述碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将碳/碳复合材料打磨抛光后，在介质中超声波清洗干净，然后放入烘箱中烘干；

步骤二、将ZrB₂粉体、HfC粉体、SiC粉体、TiB₂粉体和Sc₂O₃粉体按体积百分比混合后，与聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液按质量比1∶2～5放入球磨罐中球磨48h～72h，得到料浆；

步骤三、将步骤二中所述料浆均匀地涂刷或喷涂于步骤一中烘干后的碳/碳复合材料表面，形成厚度为300μm～1000μm的料浆涂层，然后置于烘箱中烘干；

步骤四、将步骤三中烘干后的表面带有料浆涂层的碳/碳复合材料放入电子束炉的真空室中，真空室中的电子束将表面带有料浆涂层的碳/碳复合材料加热至2500～2700℃，保持0.5h～1h后自然冷却至25℃室温，得到厚度为220μm～840μm的碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层；所述真空室的压力为1.8×10^-2Pa～2.0×10^-2Pa。

上述的一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层的制备方法，步骤一中所述打磨抛光的过程为：依次使用400号、600号、800号和1200号的水磨砂纸将碳/碳复合材料打磨抛光。

上述的一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层的制备方法，步骤一中所述介质为丙酮、无水乙醇或去离子水。

上述的一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层的制备方法，步骤二中各粉体的平均粒径分别为：ZrB₂粉体的平均粒径为1μm～2μm，HfC粉体的平均粒径为1μm～2μm，SiC粉体的平均粒径为0.05μm～1μm，TiB₂粉体的平均粒径为1μm～3μm，Sc₂O₃粉体的平均粒径为1μm～3μm。

上述的一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层的制备方法，步骤二中各粉体的质量纯度均≥99.6%。

上述的一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层的制备方法，步骤二中所述聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为20%～40%。

上述的一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层的制备方法，步骤四中所述电子束加热碳/碳复合材料的工艺参数为：电子束的加速电压为19kV～21kV，电子束的加热电流为2A～3A，电子束的加热功率为38kW～63kW，电子束的束斑直径为Ф15mm～Ф30mm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

（1）本发明通过在组分中添加TiB₂和Sc₂O₃，使外层氧化产物硼硅玻璃的熔点升高、蒸发速率降低、粘度升高、氧扩散系数降低，使内层氧化产物ZrO₂和HfO₂的熔点升高、氧扩散系数降低、相稳定，因此可以有效提高碳/碳复合材料的超高温抗氧化性。

（2）本发明先将ZrB₂、HfC、SiC、TiB₂、Sc₂O₃和有机溶剂混合球磨后喷涂到碳/碳复合材料的表面得到料浆涂层，再采用电子束将表面带有料浆涂层的碳/碳复合材料加热至高温，凭借电子束的轰击作用、高温扩散驱动作用及Sc₂O₃的促渗作用，料浆涂层各组分之间以及料浆涂层与碳/碳复合材料之间发生扩散烧结，同时HfC相、SiC相的钉扎作用又能够抑制晶粒在烧结过程中的过分生长，因此所制涂层致密均匀、力学性能好、与碳/碳复合材料的结合强度高，制备工艺对碳/碳复合材料基体无损伤。

（3）采用本发明制备的碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层的超高温抗氧化性优良，置于2200℃的氧乙炔焰中氧化烧蚀300s后，线烧蚀率仅为0.16μm/s～0.25μm/s。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层的断面扫描电镜照片。

图2为本发明实施例1制备的碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层置于2200℃的氧乙炔焰中氧化烧蚀300s后的烧蚀中心显微形貌照片。

具体实施方式

实施例1

本实施例的碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层由以下体积百分比的成分组成：ZrB₂70%，HfC 5%，SiC 10%，TiB₂7%，Sc₂O₃8%。

本实施例的制备方法如下：

步骤一、将碳/碳复合材料依次使用400号、600号、800号和1200号的水磨砂纸打磨抛光后，在无水乙醇中超声波清洗干净，然后放入烘箱中烘干；

步骤二、将ZrB₂粉体、HfC粉体、SiC粉体、TiB₂粉体、Sc₂O₃粉体按体积百分比混合后，与聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液按质量比1∶2放入球磨罐中，球磨48h，得到料浆；所述聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为20%；所述中各粉体的平均粒径尺寸分别为：ZrB₂ 2μm，HfC 2μm，SiC 1μm，TiB₂ 3μm，Sc₂O₃ 3μm，质量纯度分别为ZrB₂ 99.7%，HfC 99.7%，SiC 99.9%，TiB₂ 99.7%，Sc₂O₃ 99.7%。

步骤三、将步骤二中所述料浆均匀涂刷于步骤一中烘干后的碳/碳复合材料表面，形成厚度为300μm的料浆涂层，然后放置于烘箱中烘干；

步骤四、将步骤三中表面带有料浆涂层的碳/碳复合材料放入电子束炉的真空室中，采用电子束将表面带有料浆涂层的碳/碳复合材料加热至2700℃，保温0.5h，自然冷却至25℃室温后形成厚度为220μm的碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层；所述真空室的压力为2.0×10^-2Pa，所述电子束的加速电压为21kV，电子束的加热电流为2A，电子束的加热功率为42kW，电子束的束斑直径为Ф15mm。

本实施例制备的碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层的断面扫描电镜照片如图1所示，涂层致密、均匀且与碳/碳复合材料基体结合良好。

本实施例制备的碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层置于2200℃氧乙炔焰中氧化烧蚀300s后的烧蚀中心显微形貌照片如图2所示，烧蚀中心220μm厚的涂层未被完全氧化烧蚀掉，涂层的氧化产物膜凝固后形成致密保护膜，附着在碳/碳复合材料的表面，有效地提高了碳/碳复合材料基体的超高温抗氧化性能。本实施例制备的碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层的线烧蚀率仅为0.16μm/s。

实施例2

本实施例的碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层由以下体积百分比的成分组成：ZrB₂67%，HfC 6%，SiC 11%，TiB₂8%，Sc₂O₃8%。

本实施例的制备方法如下：

步骤一、将碳/碳复合材料依次使用400号、600号、800号和1200号的水磨砂纸打磨抛光后，在丙酮中超声波清洗干净，然后放入烘箱中烘干；

步骤二、将ZrB₂粉体、HfC粉体、SiC粉体、TiB₂粉体、Sc₂O₃粉体按体积百分比混合后，与聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液按质量比1∶5放入球磨罐中球磨64h，得到料浆；所述聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为24%；所述各粉体的平均粒径分别为：ZrB₂ 1μm，HfC 1μm，SiC 0.05μm，TiB₂ 1μm，Sc₂O₃ 1μm，质量纯度分别为ZrB₂ 99.6%，HfC 99.6%，SiC 99.6%，TiB₂ 99.6%，Sc₂O₃ 99.6%；

步骤三、将步骤二中所述料浆均匀喷涂于步骤一中烘干后的碳/碳复合材料表面，形成厚度为550μm的料浆涂层，然后放置于烘箱中烘干；

步骤四、将步骤三中表面有料浆涂层的碳/碳复合材料放入电子束炉的真空室中，采用电子束将表面带有料浆涂层的碳/碳复合材料加热至2650℃，保温1h，自然冷却至25℃室温后得到厚度为450μm的碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层；所述真空室的压力为1.8×10^-2Pa，所述电子束的加速电压为21kV，电子束的加热电流为3A，电子束的加热功率为63kW，电子束的束斑直径为Ф20mm。

本实施例制备的碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层致密、均匀，与碳/碳复合材料基体结合良好；置于2200℃的氧乙炔焰中氧化烧蚀300s后，涂层氧化烧蚀不明显，氧化产物膜凝固后形成致密保护膜，涂层的线烧蚀率仅为0.19μm/s。

实施例3

本实施例的碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层由以下体积百分比的成分组成：ZrB₂63%，HfC 7%，SiC 12%，TiB₂9%，Sc₂O₃9%。

本实施例的制备方法如下：

步骤一、将碳/碳复合材料依次使用400号、600号、800号和1200号的水磨砂纸打磨抛光后，在去离子水中超声波清洗干净，然后放入烘箱中烘干；

步骤二、将ZrB₂粉体、HfC粉体、SiC粉体、TiB₂粉体、Sc₂O₃粉体按体积百分比混合后，与聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液按质量比1∶3放入球磨罐中，球磨48h，得到料浆；所述聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为20%；所述各粉体的平均粒径尺寸分别为：ZrB₂ 2μm，HfC 2μm，SiC 0.5μm，TiB₂ 2μm，Sc₂O₃ 2μm，质量纯度分别为ZrB₂ 99.8%，HfC 99.7%，SiC 99.6%，TiB₂ 99.8%，Sc₂O₃ 99.7%；

步骤三、将步骤二中所述料浆均匀涂刷于步骤一中烘干后的碳/碳复合材料表面，形成厚度为700μm的料浆涂层，然后放置于烘箱中烘干；

步骤四、将步骤三中表面有料浆涂层的碳/碳复合材料放入电子束炉的真空室中，采用电子束将表面有料浆涂层的碳/碳复合材料加热至2600℃，保温0.5h，自然冷却至25℃室温后形成厚度为610μm的碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层；所述真空室的压力为2.0×10^-2Pa，所述电子束的加速电压为20kV，电子束的加热电流为2.5A，电子束的加热功率为50kW，电子束的束斑直径为Ф30mm。

本实施例制备的碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层致密、均匀，与碳/碳复合材料基体结合良好；置于2200℃的氧乙炔焰中氧化烧蚀300s后，涂层氧化烧蚀不明显，氧化产物膜凝固后形成致密保护膜，涂层的线烧蚀率仅为0.21μm/s。

实施例4

本实施例的碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层由以下体积百分比的成分组成：ZrB₂57%，HfC 9%，SiC 14%，TiB₂10%，Sc₂O₃10%。

本实施例的制备方法如下：

步骤二、将ZrB₂粉体、HfC粉体、SiC粉体、TiB₂粉体和Sc₂O₃粉体按体积百分比混合后，与聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液按质量比1∶2放入球磨罐中球磨64h，得到料浆；所述聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为40%；所述各粉体的平均粒径分别为：ZrB₂ 1μm，HfC 1μm，SiC 0.05μm，TiB₂ 2μm，Sc₂O₃ 2μm，质量纯度分别为ZrB₂ 99.9%，HfC 99.7%，SiC 99.8%，TiB₂ 99.9%，Sc₂O₃ 99.8%；

步骤三、将步骤二中所述料浆均匀涂刷于步骤一中烘干后的碳/碳复合材料表面，形成厚度为850μm的料浆涂层，然后放置于烘箱中烘干；

步骤四、将步骤三中表面带有料浆涂层的碳/碳复合材料放入电子束炉的真空室中，采用电子束将表面有料浆涂层的碳/碳复合材料加热至2550℃，保温1h，自然冷却至25℃室温后得到厚度为720μm的碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层；所述真空室的压力为1.8×10^-2Pa，所述电子束的加速电压为19kV，电子束的加热电流为2A，电子束的加热功率为38kW，电子束的束斑直径为Ф15mm。

本实施例制备的碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层致密、均匀，与碳/碳复合材料基体结合良好；置于2200℃的氧乙炔焰中氧化烧蚀300s后，涂层氧化烧蚀不明显，氧化产物膜凝固后形成致密保护膜，涂层的线烧蚀率仅为0.23μm/s。

实施例5

本实施例的碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层由以下体积百分比的成分组成：ZrB₂55%，HfC 10%，SiC 15%，TiB₂10%，Sc₂O₃10%。

本实施例的制备方法如下：

步骤二、将ZrB₂粉体、HfC粉体、SiC粉体、TiB₂粉体和Sc₂O₃粉体按体积百分比混合后，与聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液按质量比1∶4放入球磨罐中，球磨72h，得到料浆；所述聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为30%；所述各粉体的平均粒径分别为：ZrB₂ 1μm，HfC 1μm，SiC 1μm，TiB₂ 1μm，Sc₂O₃ 1μm，质量纯度分别为ZrB₂ 99.6%，HfC 99.7%，SiC 99.6%，TiB₂ 99.9%，Sc₂O₃ 99.9%；

步骤三、将步骤二中所述料浆均匀喷涂于步骤一中烘干后的碳/碳复合材料表面，形成厚度为1000μm的料浆涂层，然后放置于烘箱中烘干；

步骤四、将步骤三中表面有料浆涂层的碳/碳复合材料放入电子束炉的真空室中，采用电子束将表面带有料浆涂层的碳/碳复合材料加热至2500℃，保温0.5h，自然冷却至25℃室温后形成厚度为840μm的碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层；所述真空室的压力为1.8×10^-2Pa，所述电子束的加速电压为20kV，电子束的加热电流为3A，电子束的加热功率为60kW，电子束的束斑直径为Ф30mm。

本实施例制备的碳/碳复合材料ZrB₂-HfC-SiC-TiB₂-Sc₂O₃涂层致密、均匀，与碳/碳复合材料基体结合良好；置于2200℃的氧乙炔焰中氧化烧蚀300s后，涂层氧化烧蚀不明显，氧化产物膜凝固后形成致密保护膜，涂层的线烧蚀率仅为0.25μm/s。

本发明实施例采用的电子束炉为乌克兰电技术机械科学生产公司制造的L8型电子束炉。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层，其特征在于，由以下体积百分比的成分组成：ZrB₂55%～70%，HfC 5%～10%，SiC 10%～15%，TiB₂7%～10%，Sc₂O₃8%～10%；所述碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层是指该涂层以碳/碳复合材料为基体，在温度为1800℃～2500℃的条件下具有抗氧化性。

2.根据权利要求1所述的一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层，其特征在于，由以下体积百分比的成分组成：ZrB₂57%～67%，HfC 6%～9%，SiC 11%～14%，TiB₂8%～10%，Sc₂O₃8%～10%。

3.根据权利要求2所述的一种碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层，其特征在于，由以下体积百分比的成分组成：ZrB₂63%，HfC 7%，SiC 12%，TiB₂9%，Sc₂O₃9%。

4.一种制备如权利要求1、2或3所述碳/碳复合材料超高温抗氧化涂层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中所述打磨抛光的过程为：依次使用400号、600号、800号和1200号的水磨砂纸将碳/碳复合材料打磨抛光。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中所述介质为丙酮、无水乙醇或去离子水。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤二中各粉体的平均粒径分别为：ZrB₂粉体的平均粒径为1μm～2μm，HfC粉体的平均粒径为1μm～2μm，SiC粉体的平均粒径为0.05μm～1μm，TiB₂粉体的平均粒径为1μm～3μm，Sc₂O₃粉体的平均粒径为1μm～3μm。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤二中各粉体的质量纯度均≥99.6%。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤二中所述聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为20%～40%。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤四中所述电子束加热碳/碳复合材料的工艺参数为：电子束的加速电压为19kV～21kV，电子束的加热电流为2A～3A，电子束的加热功率为38kW～63kW，电子束的束斑直径为Ф15mm～Ф30mm。