石墨坩堝抗氧化涂層的研究.pdf

1、石墨坩堝的高溫氧化是限制其使用的一個重要問題，是碳材料領(lǐng)域研究的一個重點。論文采用包埋和浸涂兩種方法制備石墨坩堝抗氧化涂層，著重研究包埋法制備Si-SiO2-SiC體系的高溫抗氧化涂層的制備工藝，對高溫抗氧化涂層的形成機理、組織結(jié)構(gòu)特性、抗氧化性及其規(guī)律進行了研究。 通過試驗，確定了包埋法涂層制備的最佳方案和工藝以及浸涂法制備單、復(fù)涂層的方法。文中采用金屬硅細粉包埋石墨坩堝基體，在1550℃條件下保溫1h，在石墨坩堝基體的外層獲

2、得致密且抗氧化性能優(yōu)良的Si-SiO2-SiC涂層。浸涂法是將涂層原料制成料漿，加入酚醛樹脂結(jié)合劑，石墨坩堝基體浸入其中，采用真空反壓浸涂，制備單、復(fù)抗氧化涂層。 試驗研究發(fā)現(xiàn)：對以金屬硅粉為主要滲料，在密閉的匣缽內(nèi)采用包埋法的工藝，可以制得結(jié)構(gòu)合理具有功能梯度特征的復(fù)合涂層，即SiC過渡層→SiC致密層→Si-SiO2-SiC多相涂層。以SiC為主成分的外層，隨著高溫保溫時間的延長，涂層厚度增加，SiO2含量增多。該涂層與基體

3、的結(jié)合主要以化學(xué)結(jié)合為主，兼有機械結(jié)合，結(jié)合強度高。對涂層后的石墨坩堝進行抗氧化測試，測試結(jié)果表明：包埋法制備的抗氧化涂層，在1100℃～1300℃具有較突出的抗氧化性能。浸涂形成的單涂層主要以SiC和Si3N4為主?？寡趸瘻y試結(jié)果表明，單涂層具有良好的抗氧化效果，但是由于涂層與基體熱膨脹系數(shù)的差異，導(dǎo)致涂層的抗熱震性能差，涂層容易剝落。制備復(fù)合涂層的時候，內(nèi)部涂層以SiC為主，外部涂層分別涂覆MoSi2和Al2O3，在1000℃～13