SiC高溫陶瓷涂層的制備及性能研究.pdf

1、本文采用氬弧熔覆工藝在石墨碳基體表面制備了SiC高溫陶瓷涂層。研究了在一定的熔覆工藝參數(shù)下，不同體系組分設(shè)計(jì)對制備涂層的影響，分析了涂層的界面行為及機(jī)理。利用SEM、XRD、HV等對涂層的微觀組織、物相及硬度等進(jìn)行了分析，并采用等離子火焰和箱式電阻爐對涂層的耐燒蝕、抗氧化性能進(jìn)行了測試。結(jié)果表明：氬弧熔覆工藝制備SiC高溫陶瓷涂層是可行的，采用Si和SiC的混合粉末均能制備與石墨基體結(jié)合良好的SiC涂層，并與前人所做的Si和C混合制備涂

2、層進(jìn)行比較。在其它工藝參數(shù)相同，組分設(shè)計(jì)n(SiC):n(Si)=1:0.5采用焊接電流135A時(shí)制備，涂層預(yù)覆層粉末與石墨基體發(fā)生完全化學(xué)反應(yīng)，生成致密均勻的SiC組織。SEM表明各涂層與基體之間具有良好冶金結(jié)合；XRD表明涂層中新形成了β-SiC。
　　提出了SiC涂層形成的β-SiC生長機(jī)理。涂層原料中的SiC做為升華源，在氬弧高溫作用下，升華為氣態(tài)C-Si原子團(tuán)。涂層原料中的Si粉在氬弧的作用下，呈液態(tài)，在石墨基體上鋪展、

3、潤濕，并擴(kuò)散進(jìn)入石墨基體，與基體中的C原子反應(yīng)生成最易成核β-SiC。而這部分新形成的SiC起到了籽晶的作用。升華為氣態(tài)的C-Si原子團(tuán)在電弧的作用下，也進(jìn)入到石墨基體，在β-SiC上實(shí)現(xiàn)外延生長。
　　涂層的引入提高了碳材料的耐燒蝕、抗氧化性能。組分設(shè)計(jì)n(SiC):n(Si)=1:0.5制備的涂層防護(hù)的石墨材料質(zhì)量燒蝕率為10.5mg/s，約為石墨基體的1/2；組分設(shè)計(jì)n(SiC):n(Si)=1:0.8涂層在1400℃保溫1