原位生长碳纳米管对化学气相沉积SiC涂层的影响

以碳/碳复合材料为基体,MTS为先驱体原料,采用化学气相沉积法在复合材料表面制备CNT-SiC/SiC复合涂层;研究原位生长的碳纳米管(CNTs)对SiC沉积速度和微观形貌的影响。结果表明:CNTs加快SiC的沉积,涂层的平均质量增加速率提高5%,提高沉积的均匀性,且晶粒更细小;经1 100℃恒温氧化10 h后,单一SiC涂层、CNT-SiC/SiC涂层的质量损失率分别为41.11%和34.32%;经(1 100℃,3 min)(室温,3 min)热循环15次后,单一SiC涂层和CNT-SiC/SiC涂层的质量损失率分别为33.17%和30.25%,部分区域涂层脱落及涂层表面形成的气孔是涂层试样质量损失的主要原因。     

C/C复合材料表面原位生长SiC_w的工艺

以三氯甲基硅烷(CH3SiCl3,MTS)为先驱体原料,采用化学气相沉积法在C/C复合材料基体上原位生长碳化硅晶须,研究稀释气体流量、催化剂以及沉积温度对碳化硅晶须生长的影响。结果表明:有催化剂存在时可以制备具有较高长径比的SiCw,无催化剂制备的SiC主要以短棒状或球状SiC为主;随着稀释气体流量或者沉积温度的增加,SiCw的产率是先增加、后减少,在1 100℃、载气和稀释气体流量均为100 mL/min时,制备的碳化硅晶须的产率最高,晶须质量最好。     

沉积温度和碳纳米管对CVD SiC涂层微观形貌的影响

以三氯甲基硅烷(CH3SiCl3)为前驱体,采用化学气相沉积法(Chemical vapor deposition,CVD),在原位生长有碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs)的C/C复合材料表面制备SiC涂层。用扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)观察和分析涂层微观形貌及成份。研究沉积温度(1 000~1 150℃)对SiC涂层的表面、截面以及SiC颗粒的微观形貌的影响。结果表明:在1 000℃下反应时,得到晶须状SiC;沉积温度为1 050℃时涂层平整、致密;沉积温度提高到1 100℃时,涂层粗糙,致密度下降;1 150℃下形成类似岛状组织,SiC颗粒团聚长大,涂层粗糙,并有很多裂纹和孔洞,致密度低。对涂层成份和断口形貌研究表明,基体和涂层之间有1个过渡区,SiC涂层和基体之间结合良好。     

SiC晶须的原位生长及其在C/C复合材料抗氧化涂层中的应用

以三氯甲基硅烷(CH3SiCl3,MTS)为先驱体原料,采用化学气相沉积法在C/C复合材料基体上原位生长碳化硅晶须(SiCw),制备CNT-SiCw抗氧化涂层,并在1 100℃、空气中对该氧化涂层进行10 h抗氧化实验,研究SiCw的制备工艺以及SiCw在C/C复合材料抗氧化涂层中的作用。结果表明:制备碳化硅晶须的最佳工艺为:温度1 100℃、常压、载气和稀释气体流量均为100 mL/min。在此工艺下,沉积时间为15 min时,能制备出高长径比、平均直径约100 nm的碳化硅晶须。有CNT-SiCw涂层C/C复合材料试样在空气中氧化后的质量损失率仅0.7%,没有涂层的试样的质量损失率约为15%。     

碳化硅晶须对C/C复合材料表面SiC涂层的影响

以三氯甲基硅烷(CH3SiCl3,MTS)为先驱体原料,采用化学气相沉积法(CVD)在C/C复合材料表面原位生长碳化硅晶须(SiCw)及制备SiC涂层,研究SiCw对SiC涂层微观形貌,织构及力学性能的影响。结果表明:SiCw不仅可促成SiC等轴颗粒的细化、生长完善,裂纹宽度减小、偏转明显,而且可使涂层的织构发生改变;同时,大量的空洞在SiCw处形成,使得内层SiC涂层硬度低于外层,从而导致整个SiC涂层的硬度和弹性模量降低。