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硅钼硅钼杆镁铝尖晶石涂层

硅钼棒涂层设计镁铝尖晶石MgAl2O)在很大温度范围内具有较宽的单相区,且具有很高的熔点(2105℃),使其作为高温抗氧化涂层具有较大的潜力。等离子喷涂法可以在SiC基体上制备结晶良好、晶粒细小、阳离子分布较有序的稳定的尖晶石涂层。有研究者认为,用它作涂层以避免高温下微结构和热稳定性的变化。但是,镁铝尖晶石中的杂质和游离态的A12O、MgO相变会造成涂层的严重破坏。而且使用过程中表面玻璃封填层中的SiO2以及SiC氧化生成的SiO2都会与MgAl2O4生成新矿物。矿物间转变时的体积效应对涂层产生了巨大的破坏作用。因此,MgAl2O24作为高温抗氧化涂层还需要进行大量的
研究工作。
(3)二硅化钼、二硅化钨涂层
二硅化钼MoSi2,熔点2030℃)、二硅化钨(WSi2,熔点2180℃)作为硅基金属间化合物,因熔点高,使用过程中表面可生成SiO2膜对涂层起到封填和阻止氧扩散的作用,使该体系成为目前CC,SiC基复合材料特别是电热元件生产中常用的涂层材料。用料浆熔烧法在铌基体表面制备MoSi2、WSi2高温抗氧化涂层,涂层和基体之间可达到冶金结合,通过扩散形成过渡层。用包埋法或滲透法制备的MoSi/SiC、MoSi/Si
MoSi2/WSi2、WSi/SiC抗氧化涂层,通过Mo、W的扩散形成梯度分布,可以将基体材料的抗氧化温度大幅度提高리。
此外,MoSi2,WSi2加入到ZrO2-AII梯度热障涂层中可以使ZrO2-AIF涂层中的裂纹出现分又,减缓裂纹扩展速度;而且MoSi2,WSi2氧化生成的SiO2可以对热障涂层起到修补的作用비。但硅基金属间化合物热膨胀系数比SiC的大得多,烧结温度极高,限制了该体系涂层的应用。此外,MOoS2,WSi2低温600C)时生成MoO3,WO等挥发性物质“匀,使涂层出现灾难性破坏,涂层抗氧化性能急剧劣化。
(4)莫来石涂层
在这些氧化物体系中,莫来石做为高熔点的氧化物,其热膨胀系数与SiC基材料接近,对环境的耐久性和化学相容性好,并且熔点高达1800℃,温度变化时无晶型转变,所以作为碳化硅材料的涂层不会因温度变化时而发生剩落14이。因而研究者认为,莫来石涂层是最有发展前景的碳化硅保护涂深层张其士在氮化硅表面用溶胶凝胶法制备英来石抗氧化涂层,可以使基体在1300℃下的氧化增重大幅度降低。同样,在重结晶碳化硅(R-SiC)表面用溶胶-凝胶法制备莫来石涂层,1500℃氧化时可以有效阻止氧与碳化硅材料表面的接触,并且在循环氧化时,无氧化产物剥落现象发生,大大增强了重结晶碳化硅材料的高温抗氧化性能。而且,随着莫来石涂层厚度的增加,涂层抗氧化能力进一步提高4이。但研究表明:SiC基体表面上的莫来石涂层和无基体的莫来石薄层一样,在1000℃热循环时产生裂纹。根据测定的等离子喷涂莫来石涂层的热膨胀系数(见图1.2),涂层在第一次热循环时(25~1000,从600℃开始发生体积收缩,这可能是从玻璃态析出莫来石晶体而导致的体积收缩。莫来石化后的涂层热膨胀系数是与SiC非常接近的。研究者认为等离子喷涂时玻璃态莫来石涂层的结品化是涂层产生裂纹的关键

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