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先驱体转化法制备抗氧化多层陶瓷涂层

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:许多陶瓷材料是制备高温抗氧化涂层的首选材料,但是,由于陶瓷材料与碳基体之间的热膨胀系数相差较大,而不能直接涂覆在碳材料的表面。经研究表明多层涂层体系是解决这一问题的有效途径。在1800℃氧化环境下具有高温稳定性且有自愈合功能,同时MoSi2在高温下具有一定的塑性变形能力,所以具有很好的抗氧化效果,已广泛应用于高温合金、难熔金属的防氧化涂层。

先驱体转化法制备抗氧化多层陶瓷涂层

在碳材料表面涂覆陶瓷涂层是解决碳材料高温(尤其是1200℃以上)氧化防护的一种主要方法。许多陶瓷材料是制备高温抗氧化涂层的首选材料,但是,由于陶瓷材料与碳基体之间的热膨胀系数相差较大,而不能直接涂覆在碳材料的表面。经研究表明多层涂层体系是解决这一问题的有效途径。在多层涂层体系中,由于SiC和Si3N4等硅类陶瓷是较好的高温抗氧化陶瓷,高温下它们与碳材料的热膨胀系数相差很小,与碳材料相容性好,因而SiC常作为过渡层来缓和外涂层和碳基体之间热膨胀系数的差异,因此,研究者研究开发出SiC/mullite、SiC—Al2O3—mullite和SiC/Si—MoSi2/MoSi2等多层抗氧化涂层体系,使碳材料的抗氧化温度得到很大提高[68~70]。与其他陶瓷材料相比,MoSi2具有高的热稳定性和抗氧化性能。在1800℃氧化环境下具有高温稳定性且有自愈合功能,同时MoSi2在高温下具有一定的塑性变形能力,所以具有很好的抗氧化效果,已广泛应用于高温合金、难熔金属的防氧化涂层。但是,由于MoSi2与碳材料的热膨胀系数(MoSi2为8.3×10-6K-1石墨为3.2×10-6 K-1和Cf/C复合材料为1.2×10-6K-1)差异较大,会导致涂层开裂、剥落,使涂层失去抗氧化作用[71,72]。为了解决上述问题,设计并制备了以石墨为基体含过渡层和氧阻挡层的双层体系抗氧化涂层;在此基础上,还设计并制备了以Cf/C复合材料为基体含过渡层、氧阻挡层和封填层三层体系抗氧化涂层,而且分别对两种涂层体系的抗氧化性能及抗氧化机理进行研究和探讨。(www.xing528.com)

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