C-C復(fù)合材料Mo-Si系抗氧化涂層的研究.pdf

1、本文提出了一種新的抗氧化涂層體系，涂層的基本結(jié)構(gòu)為SiC+B4C/Si+MoSi2/Si，并對涂層的成分和組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。借助X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、光電子能譜儀(XPS)和差熱分析儀(DSC)等對熔漿法制備的該涂層體系組織結(jié)構(gòu)和抗氧化性能進(jìn)行了研究。
　　為了減少涂層在制備和使用過程中由于C/C復(fù)合材料和涂層材料熱膨脹系數(shù)的不匹配而產(chǎn)生的熱應(yīng)力裂紋，本文先對涂層體系進(jìn)行了成分和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。計算表明：(1

2、)在降溫過程中基體受到壓應(yīng)力，涂層受拉應(yīng)力，基體中熱應(yīng)力遠(yuǎn)小于涂層中的熱應(yīng)力，熱應(yīng)力由大到小依次為：SiC內(nèi)涂層、MoSi2/Si外涂層和B4C/Si中間涂層，基體和各涂層最大熱應(yīng)力均位于界面處；(2)涂層中最大熱應(yīng)力隨著B4C和MoSi2體積分?jǐn)?shù)的增加而增大，隨著涂層厚度的增加而減小。
　　采用熔漿法制備出抗氧化涂層，制備工藝為：依次浸漬涂覆6wt.％Al-Si預(yù)涂層、B4C-Si預(yù)涂層和Mo-Si預(yù)涂層，然后在1450℃真空燒

3、結(jié)。組織觀察和分析表明，SiC界面反應(yīng)層與C/C復(fù)合材料緊密結(jié)合，中間層組織結(jié)構(gòu)為B4C彌散分布于連續(xù)相Si中，外涂層是白色MoSi2分散相分布于灰色的連續(xù)相Si中。涂層表面分布有網(wǎng)狀裂紋和氣孔，經(jīng)過高溫氧化試驗后，涂層表面為致密的SiO2薄層。經(jīng)過優(yōu)化后涂層仍然存在網(wǎng)狀裂紋，但裂紋的尺寸明顯減小，分析表明裂紋的尺寸隨著B4C和MoSi2體積分?jǐn)?shù)的增加而增加，隨著涂層厚度的增加減小，與優(yōu)化設(shè)計結(jié)論一致。
　　涂層的高溫氧化試驗表明