SiC纖維表面氧化鋁涂層的制備及性能研究.pdf

1、SiC纖維具有高強(qiáng)度、高硬度、高的熱穩(wěn)定性和耐氧化性，低熱膨脹系數(shù)和低密度的優(yōu)點(diǎn)，是增強(qiáng)金屬合金較為理想的材料。但是由于SiC纖維與金屬合金高溫結(jié)合時(shí)，SiC纖維表面的C層與金屬合金發(fā)生界面反應(yīng)，影響SiC纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的性能。因此，在SiC纖維表面涂覆保護(hù)層的研究有著十分重大的意義。本論文通過溶膠-凝膠法制備溶膠，運(yùn)用浸漬提拉法在SiC纖維表面制備Al2O3涂層和Al2O3/SiO2復(fù)合涂層。應(yīng)用SEM、EDS、TG-DSC和

2、XRD等手段對復(fù)合纖維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并且研究了溶膠和涂層制備工藝條件。
　　在制備穩(wěn)定的Al2O3溶膠的過程中，控制三種主要反應(yīng)物的摩爾比為:Al(C3H7O)3∶H2O∶HNO3=1∶90∶0.15，所用HNO3的濃度為1mol/L，水解溫度為85℃，水解時(shí)間1h，異丙醇鋁的添加方式采取充分研磨分次加入減少了有機(jī)溶劑的使用，按照1g草酸/100mL溶液的比例添加草酸，制備了穩(wěn)定的Al2O3溶膠。
　　在涂層制備過程中，首

3、先對SiC纖維的預(yù)處理，然后提拉涂膜。探討了SiC纖維預(yù)處理方式，涂膜次數(shù)以及草酸添加劑對于Al2O3涂層結(jié)構(gòu)的影響。涂層的厚度隨著涂覆次數(shù)先增大后較小，涂覆十層Al2O3涂層較厚，達(dá)到589nm。應(yīng)用Al2O3/SiO2復(fù)合溶膠，對SiC纖維表面提拉涂膜，復(fù)合凝膠涂層厚度隨著涂覆次數(shù)的增加而變厚。十次涂覆后，復(fù)合涂層厚度可達(dá)500nm。
　　高溫抗氧化性能測試結(jié)果表明，無論涂覆Al2O3涂層還是Al2O3/SiO2復(fù)合涂層的Si