粉末冶金材料科学与工程一种中温C/C复合材料抗氧化涂层的制备及其性能中南大学粉末冶金国家重点反映了2种方案所刷涂层在973K时氧化情况的对比情况。可见,单一的胸瓷涂层10h的氧化失重率为22.18%,加人磷酸盐过渡层的涂层10h的失重率仅为3. 15%,表明单一的陶瓷涂层虽然有较强的抗氧化作用,但远不及复合涂层的抗氧化效果。
在陶瓷涂层组元中,除SiC外,其他组元都与C/C复合材料存在热不适配性,特别是作为抗氧化物理阻挡组元的Zr02虽然具有较强的高温抗氧化性、化学稳定性、抗热震性和抗腐蚀性,但是它与C/C复合材料的热膨胀系数差异很大。在这里磷酸盐提篼了涂层与基体之间的浸润性能和热膨胀系数的匹配性能,缓和了涂层与基体之间的界面应力,防止了涂层剥落或开裂,填补了物理阻挡层的裂纹和孔隙。是单一陶瓷涂层试样分别在1 073K和1173K时的氧化失重曲线,是复合涂层试样分别在1 073K和1173K时的氧化失重曲线。
从和可以看出,经过12h的氧化后,2种试样的氧化速率都有所减慢,这是因为物理阻挡层中除了SiC和玻璃相Si02于篼温时阻止氧的渗人外,另有较低熔点的氏03玻璃相生成,反应过程可以看出,复合涂层裂纹明显少于单一陶瓷涂层。单一陶瓷涂层后期氧化速率加快,也是因为涂层长时间在篼温氧化环境下产生剥离和开裂,与其于1 173K,经10h氧化失重44.72%相比,复合涂层在同样条件下失重仅11. 25%,显示出良好的抗氧化性能。在抗热试验过程中,4h内经过30次从1173K至室温急冷急热循环,单一陶瓷涂层试样失重率为26.42%,表面有部分剥落;复合涂层试样失重率为6.38%,涂层保持完好,表明复合涂层在1173K温度以内具有良好的热稳定性和抗热震性。
单一陶瓷涂层于1173K氧化10 h后的表面SEM困3结论单一陶瓷涂层具有较强的物理阻挡作用,但与C/C复合材料存在热不适配性。
加人磷酸盐过渡层的复合涂层能有效阻挡碳的逸出和氧的渗人,涂有该复合涂层的C/C复合材料试样在1 min),具有较强的抗氧化性能。
(3)涂有复合涂层的C/C复合材料试样在空气中于4h内经过30次从1173K至室温急冷急热循环后,失重率为6.38%,涂层完好,表明该复合涂层具有较强的热稳定性和抗热展性。
(4>复合涂层试样的氧化速率随氧化时间的延长而降低。