C-C復(fù)合材料表面化學(xué)氣相沉積SiCw-SiC涂層的研究.pdf

1、SiC優(yōu)異的高溫性能使其成為碳/碳(C/C)復(fù)合材料高溫抗氧化涂層的首選。然而，SiC和C/C復(fù)合材料基體之間熱膨脹系數(shù)不匹配，導(dǎo)致SiC涂層的防護(hù)能力大打折扣。本文對在C/C復(fù)合材料表面引入SiCw涂層進(jìn)行了系統(tǒng)地研究，通過常壓化學(xué)氣相沉積(CVD)在C/C復(fù)合材料表面催化生長碳化硅晶須(SiCw)及制備SiCw/SiC涂層，借助SEM、XRD、XPS、MTC分析了涂層的微觀形貌、組織結(jié)構(gòu)與截面力學(xué)性能，并與無SiCw內(nèi)涂層的SiC涂

2、層進(jìn)行了比較，同時，對SiCw/SiC涂層的制備及防氧化能力受C/C復(fù)合材料基體密度的影響進(jìn)行了研究，主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:
　　 在C/C復(fù)合材料基體上浸漬金屬鹽，研究了浸漬催化劑種類(Fe、Co、Ni)、催化劑含量、沉積溫度和α=QH2/QMTS對催化生長SiCw涂層的影響，結(jié)果表明，浸漬Ni鹽的C/C基體比Co和Fe生成的SiCw整體層結(jié)構(gòu)更好;Ni鹽的引入提高了SiC的沉積效率，而且隨Ni鹽加載量的增加，沉積總量趨于穩(wěn)

3、定，SiCw直徑減小，長徑比增加;同時，Ni催化加快了低溫段的沉積速率，使沉積效率提高了2-3倍。當(dāng)α大于等于10時，催化生長出高長徑比的SiC納米晶須;α為10時SiCw的產(chǎn)率是最高的。
　　 在C/C復(fù)合材料上制備SiC涂層和SiCw/SiC，并研究了C/C復(fù)合材料基體密度對沉積及抗氧化性能的影響，結(jié)果表明，SiCw不僅可促成SiC等軸顆粒的細(xì)化和裂紋寬度減小，而且可促成涂層的織構(gòu)發(fā)生改變;同時，SiCw處的孔洞使得內(nèi)層Si

4、C涂層硬度低于外層，整個SiC涂層的硬度和彈性模量也降低了。低密度基體(1.2±0.1g/cm3)上催化制備SiCw涂層，沉積效率得到了改善、飽和增重率得到了提高。同時裂紋也得到了抑制。因此，SiCw涂層的引入改善了該基體上SiC涂層在1200℃的氧化防護(hù)能力。此外，對比不同密度的基體，催化并未改變基體本身的孔隙形態(tài)，加載前后的吸附曲線的類型是相同的。低密度基體的孔隙多，內(nèi)壁能夠附著的催化劑也多，因而比表面減少的也較多。同時，低密度試樣