硅鉬硅鉬棒鎂鋁尖晶石涂層
網(wǎng)址:http://www.dil0.com 添加時(shí)間:2019-11-23
硅鉬棒涂層設(shè)計(jì)鎂鋁尖晶石MgAl2O)在很大溫度范圍內(nèi)具有較寬的單相區(qū),且具有很高的熔點(diǎn)(2105℃),使其作為高溫抗氧化涂層具有較大的潛力。等離子噴涂法可以在SiC基體上制備結(jié)晶良好、晶粒細(xì)小、陽(yáng)離子分布較有序的穩(wěn)定的尖晶石涂層。有研究者認(rèn)為,用它作涂層以避免高溫下微結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性的變化。但是,鎂鋁尖晶石中的雜質(zhì)和游離態(tài)的A12O、MgO相變會(huì)造成涂層的嚴(yán)重破壞。而且使用過(guò)程中表面玻璃封填層中的SiO2以及SiC氧化生成的SiO2都會(huì)與MgAl2O4生成新礦物。礦物間轉(zhuǎn)變時(shí)的體積效應(yīng)對(duì)涂層產(chǎn)生了巨大的破壞作用。因此,MgAl2O24作為高溫抗氧化涂層還需要進(jìn)行大量的
研究工作。
(3)二硅化鉬、二硅化鎢涂層
二硅化鉬MoSi2,熔點(diǎn)2030℃)、二硅化鎢(WSi2,熔點(diǎn)2180℃)作為硅基金屬間化合物,因熔點(diǎn)高,使用過(guò)程中表面可生成SiO2膜對(duì)涂層起到封填和阻止氧擴(kuò)散的作用,使該體系成為目前CC,SiC基復(fù)合材料特別是電熱元件生產(chǎn)中常用的涂層材料。用料漿熔燒法在鈮基體表面制備MoSi2、WSi2高溫抗氧化涂層,涂層和基體之間可達(dá)到冶金結(jié)合,通過(guò)擴(kuò)散形成過(guò)渡層。用包埋法或滲透法制備的MoSi/SiC、MoSi/Si
MoSi2/WSi2、WSi/SiC抗氧化涂層,通過(guò)Mo、W的擴(kuò)散形成梯度分布,可以將基體材料的抗氧化溫度大幅度提高?。
此外,MoSi2,WSi2加入到ZrO2-AII梯度熱障涂層中可以使ZrO2-AIF涂層中的裂紋出現(xiàn)分又,減緩裂紋擴(kuò)展速度;而且MoSi2,WSi2氧化生成的SiO2可以對(duì)熱障涂層起到修補(bǔ)的作用?。但硅基金屬間化合物熱膨脹系數(shù)比SiC的大得多,燒結(jié)溫度極高,限制了該體系涂層的應(yīng)用。此外,MOoS2,WSi2低溫600C)時(shí)生成MoO3,WO等揮發(fā)性物質(zhì)“勻,使涂層出現(xiàn)災(zāi)難性破壞,涂層抗氧化性能急劇劣化。
(4)莫來(lái)石涂層
在這些氧化物體系中,莫來(lái)石做為高熔點(diǎn)的氧化物,其熱膨脹系數(shù)與SiC基材料接近,對(duì)環(huán)境的耐久性和化學(xué)相容性好,并且熔點(diǎn)高達(dá)1800℃,溫度變化時(shí)無(wú)晶型轉(zhuǎn)變,所以作為碳化硅材料的涂層不會(huì)因溫度變化時(shí)而發(fā)生剩落14?。因而研究者認(rèn)為,莫來(lái)石涂層是最有發(fā)展前景的碳化硅保護(hù)涂深層張其士在氮化硅表面用溶膠凝膠法制備英來(lái)石抗氧化涂層,可以使基體在1300℃下的氧化增重大幅度降低。同樣,在重結(jié)晶碳化硅(R-SiC)表面用溶膠-凝膠法制備莫來(lái)石涂層,1500℃氧化時(shí)可以有效阻止氧與碳化硅材料表面的接觸,并且在循環(huán)氧化時(shí),無(wú)氧化產(chǎn)物剝落現(xiàn)象發(fā)生,大大增強(qiáng)了重結(jié)晶碳化硅材料的高溫抗氧化性能。而且,隨著莫來(lái)石涂層厚度的增加,涂層抗氧化能力進(jìn)一步提高4?。但研究表明:SiC基體表面上的莫來(lái)石涂層和無(wú)基體的莫來(lái)石薄層一樣,在1000℃熱循環(huán)時(shí)產(chǎn)生裂紋。根據(jù)測(cè)定的等離子噴涂莫來(lái)石涂層的熱膨脹系數(shù)(見圖1.2),涂層在第一次熱循環(huán)時(shí)(25~1000,從600℃開始發(fā)生體積收縮,這可能是從玻璃態(tài)析出莫來(lái)石晶體而導(dǎo)致的體積收縮。莫來(lái)石化后的涂層熱膨脹系數(shù)是與SiC非常接近的。研究者認(rèn)為等離子噴涂時(shí)玻璃態(tài)莫來(lái)石涂層的結(jié)品化是涂層產(chǎn)生裂紋的關(guān)鍵
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