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Si/Mullite/Er2SiO5涂层表面微观特征

时间:2021-05-04 22:48:45  来源:  作者:

1所示为Si/Mullite/Er2SiOs涂层制备态和1350℃氧化不同时间后的微观特征。制备态涂层的表面微观呈现熔融与部分熔融共存的特征,未观察到可见的微裂纹(见图1a))。当氧化试验进行至150h时,涂层表面凹凸不平的部分熔融区内出现微裂纹,氧化250h出现宏观裂纹之前,涂层内已产生微观裂纹,见图1b)。氧化试验进行至400h时涂层失效时,表面大部分区域与制备态特征相同(见图1c)),但个别部分熔融区域析出黑色相,黑色相尺寸较小,形状近似不规则条形或方形(见图1d))。黑色相长度方向的最大尺寸约为70um,表面可见微小的颗粒,从其形貌看,黑色相可能为混合物,个别黑色相发生了开裂,见图1e)。 

 

1 Si/Mullite/Er2SiO5涂层1350℃氧化不同时间的表面微观特征(a)制备态;(b)氧化150h;(c400h;(d400h 黑色相;(e)黑色相开裂

1200℃与1300℃氧化条件下,氧化试验进行至250h涂层表面均可见微裂纹,1300℃氧化条件下的微裂纹较1200℃宽。从裂纹宽度可以看出,1300℃氧化试验的微裂纹产生在150h250h两次取样之间,如图2a)与3a)所示。1200℃氧化试验至1000h涂层失效,1300℃氧化试验至600h时涂层失效,涂层失效时表面也出现了黑色相,黑色相的特征与1350℃氧化条件相同,如图2b)与图3b)所示。与1350℃相比,氧化试验的温度越低,涂层表面微裂纹与黑色相出现的时间越晚,黑色相的数量越少。

从总体趋势上看,1200-1350℃氧化条件下,涂层表面微观变化过程相似,即涂层表面首先产生微裂纹,氧化试验后期涂层表面出现黑色相。下面以1350℃为代表,对涂层表面的成分与结构变化进行分析。