C/C复合材料ZrB2-SiC基陶瓷涂层的微观结构及氧化机理

摘要：

为提高C/C复合材料在高温富氧环境中的抗氧化性能,采用两步刷涂+化学气相沉积法在C/C复合材料表面制备含Si3N4、MoSi2、TaC等添加剂的ZrB2-SiC基多层复合陶瓷涂层.利用XRD和SEM等分析测试手段研究涂层的物相组成和微观结构,并分析讨论涂层在900和1500℃的等温抗氧化机理.结果表明:利用两步刷涂+化学气相沉积法制备的ZrB2-SiC基复合陶瓷涂层整体厚度约为200μm.Si3N4、MoSi2可很好地促进ZrB2-SiC基氧阻挡层的高温烧结,使涂层致密化,并提高涂层在900℃的抗氧化性能;与之相比,TaC则不能很好地发挥致密化作用,对涂层在900℃时抗氧化性能的提高有限.在900℃时,ZrB2-SiC基陶瓷涂层的氧化过程主要受氧在涂层孔隙等缺陷中的扩散所控制,添加剂主要通过改变涂层的致密化程度来影响涂层的抗氧化性能.在1500℃氧化过程中,涂层抗氧化性能恶化,但致密的化学气相沉积SiC封填层的引入可显著改善涂层在1500℃时的抗氧化性能,涂层表面生成了完整的含有ZrO2和ZrSiO4等高熔点颗粒的SiO2玻璃态氧化膜,为基体提供有效的氧化防护.

关键词：C/C复合材料、ZrB2-SiC基涂层、添加剂、抗氧化机理

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分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家重点基础研究发展计划资助项目2011CB605805;湖南省科技计划资助项目2015WK3013;中南大学粉末冶金国家重点实验室资助项目;航天一院高校联合创新基金;2016年中南大学硕士生自主探索创新项目201622ts271 Project2011CB605805 supported by National Basic Research Development Program of China;Project2015WK3013 supported by the Science-Technology Foundation of Hunan Province, China;the State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, China;Space Joint Innovation Fund Project in Universities, China;Project 201622ts271 supported by Central South University Master's Independent Exploration and Innovation Project in 2016, China

在线出版日期：2017-10-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1670-1678