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等离子喷涂制备碳化硅

时间:2019-09-16 13:57:44  来源:  作者:

 C/C 由于自身优异的高温力学性能而被广泛应用于高超速飞行器中。然而在高于 723 K 以及富氧环境下, C/C 极易与氧气反应,引起材料力学性能下降,造成 C/C 零部件失效,因此急需提升 C/C 基体的高温抗氧化性能。目前,主要的工艺手段有 C/C基体改性和表面涂层技术。相比于基体改性技术,表面涂层技术对于 C/C 的损伤程度更低,几乎不影响C/C 材料的力学性能,可以更有效地保证 C/C 作为结构材料的优势,因而受到广泛关注。其中超高温复合陶瓷涂层由于在高温氧化环境下能够保持稳定高效的抗氧化烧蚀作用,目前已经成为 C/C 的一个有效防护手段。但是由于超高温陶瓷基涂层的热膨胀系数远远大于 C/C 基体的热膨胀系数,导致涂层极容易在升温或冷却过程中发生开裂或剥落现象。因此,解决超高温复合陶瓷涂层与 C/C 基体间热失配问题成为目前 C/C 表面涂层防护迫切需要解决的难题。SiC 由于具有高的热导率、低的热膨胀系数、优良的抗震性、良好的化学稳定性和蠕变性能、与 C/C相容性好等特点,被广泛应用于超高温复合陶瓷涂层与 C/C 基体间的过渡层材料。目前,主要的 SiC涂层制备工艺包括:刷涂浆料、包埋、化学气相沉积等。其中,刷涂浆料技术是将原料粉和溶剂搅拌配制成浆料,然后人工将浆料涂覆在基体表面,通过热处理工艺制备得到 SiC 涂层。刷涂经济高效,但是刷涂制得的涂层组织结构不均匀,含有大量缺陷,存在结合强度较低等问题。包埋技术工艺操作简单,可以用于复杂小零件的涂层制备, 但是包埋制备得到的涂层容易发生成分不均匀,涂层中孔洞等缺陷较多。等离子喷涂技术适用各种金属、陶瓷等材料的涂层制备,涂层性能优异。但是,由于 SiC 在喷涂过程中极易发生高温分解,无法直接利用等离子喷涂制备致密的 SiC 涂层。目前关于等离子喷涂 SiC 涂层的研究报道很少。


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