C-C復(fù)合材料表面熔覆Mo基合金及其組織結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、C/C復(fù)合材料在中高溫范圍內(nèi)的抗氧化涂層研究已經(jīng)較為深入，但其在1800℃以上超高溫范圍的抗氧化問題仍然沒有得到解決。目前較為有效的貴金屬Ir涂層由于熱膨脹系數(shù)與C/C復(fù)合材料差異較大而在服役過程容易剝落導(dǎo)致失效。本文采用表面改性方法以解決熱膨脹不匹配的問題，初步研究兩種不同的表面熔覆技術(shù)在C/C復(fù)合材料表面制備的Mo合金熔覆層，借助X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、顯微硬度計及納米壓痕技術(shù)分析其組織結(jié)構(gòu)和微觀力學(xué)性能，得出以下

2、主要結(jié)論:
　　采用真空熔覆法制備Mo-Cr合金熔覆層，10％wtCr熔覆層中具有較多的裂紋缺陷，而20wt％Cr熔覆層較完整，熔覆層與C/C基體之間為冶金結(jié)合，在靠近熔覆層外側(cè)則存在微孔洞。熔覆層的主要物相組成為Mo、Cr7C3、Mo2C、MoC。熔覆層與基體的界面為富Cr層，Cr向C/C基體擴散并在界面處富集形成碳化鉻。隨著Cr含量的增加，涂層顯微硬度增大，20wt％Cr硬度值達到1633HV。
　　采用氬弧熔覆制備Mo

3、-Ti合金熔覆層，通過設(shè)計圓錐孔使熔覆層與C/C基體有效結(jié)合。熔覆層的物相組成主要為MoTi固溶體、Mo、Mo2C、TiC。形貌組織從過渡層到熔覆層表面是由平面晶向胞/枝晶轉(zhuǎn)變。在C/C基體與熔覆層界面附近的組織隨著電流的增大，枝晶逐漸增大。熔覆層的硬度由里向外硬度值先減小后增大漸趨平穩(wěn)。熔覆層的顯微硬度隨著Ti含量的增大而增大，當(dāng)Ti為20wt％時，硬度值為989.3HV。
　　利用納米壓痕技術(shù)對合金熔覆層進行微觀力學(xué)性能分析。

4、通過載荷-位移曲線計算不同相的硬度和彈性模量。Mo-20wt％Cr熔覆層中富Cr相的硬度和當(dāng)量彈性模量分別為18.6GPa、355.4GPa，富Mo相的分別為8.4GPa、322.4GPa。Mo-20wt％Ti熔覆層中富Mo相的平均硬度和彈性模量分別為8.5GPa、280.5 GPa。隨著Ti含量的增加，熔覆層中富Ti相硬度和彈性模量增大，20wt％Ti熔覆層分別為27.2GPa、338.8GPa。3種不同含量的熔覆層在保載10s過程中