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由涂刷法制备了四种不同配比的新型炭/炭(C/C)复合材料磷酸盐防氧化涂层,通过研究确定了优化涂层方案,涂覆有该涂层的C/C复合材料试样在700℃下空气中氧化100h后,失重率仅为0.952%,热震实验和浸海水恒温氧化实验证明该涂层仍具有良好的抗氧化性能。涂覆有该涂层的C/C复合材料在600℃~800℃时的Arrhenius曲线由两条折线组成,折点为700℃,在600℃~700℃下的氧化表观活化能为139kJ/mol;700oC~800℃下则为93kJ/mol。 相似文献
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炭/炭复合材料高温抗氧化涂层的研究进展 总被引:35,自引:12,他引:35
阐述了近年来国内外炭/炭复合材料高温抗氧化涂层在玻璃、贵金属、陶瓷以及复合涂层等涂层体系方面的新近展,总结了炭/炭复合材料高温抗氧化涂层在已有制备工艺的完善以及新工艺的开发等方面的最新研究成果,结合涂层炭/炭复合材料在航空、航天以及军事领域的应用背景对高温抗氧化涂层的下一步发展趋势进行了展望.指出:目前的研究结果尚达不到严酷环境下的应用要求,炭/炭复合材料高温抗氧化涂层下一阶段将向着长寿命、耐高温、抗冲刷和低成本的方向发展;涂层新工艺的开发和涂层与基体结合研究将是下一步的研究重点;多相复合涂层和梯度陶瓷涂层有望取得在高温冲刷环境下长时间应用的突破性进展. 相似文献
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系统研究了SiO2与B2O3之比、高熔点添加剂种类(包括MoSi2,Y2O3,SiC)及含量对硼硅酸盐(SAB)玻璃涂层高温稳定性、高温流动性的影响规律和最佳工艺参数组合,采用涂刷法在带有疏松结构的SiC内涂层炭/炭(C/C)复合材料表面制备了高温稳定性和流动性良好的硼硅酸盐玻璃外涂层,并测试了带有不同SiC/硼硅酸盐玻璃复合涂层C/C复合材料试样在1500℃静态空气中的抗氧化性能.结果表明:采用SiO2,B2O3摩尔比为4∶1时所得硼硅酸盐玻璃具有相对较高的高温流动性和高温稳定性;与添加Y2O3,SiC相比,在上述硼硅酸盐玻璃中添加MoSi2可以较大幅度提高所得玻璃涂层对C/C基体的氧化保护性能,并且当硼硅酸盐玻璃外涂层中硼硅酸盐与MoSi2的质量比为4∶1时,所得硼硅酸盐玻璃外涂层对SiC-C/C表现出较好的氧化保护能力,氧化17h后涂层C/C试样的失重仅为4.31%. 相似文献
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采用包埋技术在C/C复合材料表面制备SiC-WSi2/MoSi2抗氧化复合涂层; 通过恒温氧化实验以及X射线衍射分析、扫描电镜观察及能谱分析, 研究了W、Mo含量对复合涂层微观结构和高温抗氧化性能的影响. 结果表明: 随着包埋粉料中W、Mo含量的增加, 所制备复合涂层的厚度先增加后减小; 含有10.0at% W和Mo制备的复合涂层具有相对较大的厚度和较为致密的结构, 且WSi2和MoSi2含量相对较高; 氧化过程中在涂层表面形成致密和稳定的SiO2玻璃保护膜; 在1500℃氧化315h后, 带有该涂层的C/C试样仍然没有失重, 且经过18次1500℃←→室温急冷急热后涂层没有开裂和脱落, 说明该涂层具有优异的抗氧化和抗热震性能. 相似文献
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C/C复合材料SiC/W-Mo-Si抗氧化复合涂层研究 总被引:1,自引:2,他引:1
为了防止C/C复合材料高温氧化,采用两步包埋法在其表面制备SiC/W-Mo-Si抗氧化复合涂层,研究了促渗剂B2O3和制备温度对该复合涂层在1500℃静态空气中防氧化能力的影响.结果表明,在第一步包埋粉料中含有B2O3会增加SiC过渡层缺陷含量,降低单一SiC涂层和复合涂层抗氧化性能.第二步包埋制备外涂层的适宜温度为2 250℃,所形成的复合涂层结构致密,有良好的自愈性和优异的抗氧化性能.能在1 500℃保护C/C复合材料抗氧化170 h以上.产生穿透性裂纹是涂层失效的主要原因. 相似文献
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炭/炭(C/C)复合材料抗氧化温度低,不适合用于飞机刹车盘。将5%,10%,15%,20%硼(B)或碳化硼(B4C)粉末掺入由45%Na2B4O7.10H2O,20%SiC,15%CaSO4.2H2O,10%SiO2,10%Al2O3和水组成的抗氧化剂中,制成抗氧化涂料,并将其涂覆在C/C复合材料表面,经800℃热处理,形成抗氧化涂层。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层氧化前后的组成、形貌进行检测,研究了700℃氧化15h和900℃氧化2h后涂层的抗氧化性能。结果表明:B和B4C的含量对涂层的抗氧化性有一定的影响,当B4C含量为20%时,涂层的抗氧化效果最佳,氧化失重率低,分别为0.73%(700℃,15h)和0.64%(900℃,2h)。用B4C取代B粉制备抗氧化涂层,既可以满足飞机刹车盘抗高温氧化的要求,又能节约生产成本。 相似文献
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为了拓展C/C复合材料作为高温结构材料的应用领域,作者研究制备了一种具有自愈合功能的 C/C复合材料抗氧化涂层,它主要由SiC和Si-B-Al-Cr-Zr系陶瓷氧化物构成.静态干燥空气中的氧化试验显示,对应700~1 000 ℃的平均氧化失重率约为2.91×10-7~9.43×10-6 g/(cm2·s);涂层在1 000 ℃以内温度环境下具有良好的抗氧化能力;5~6个300~1 000 ℃热循环内涂层试样氧化速率下降,其后增加,6 h内经过10次300~1 000 ℃热循环后涂层试样氧化失重为19.64%,涂层在一定热循环范围内具有抗热震性能.SiC结合B基陶瓷为主要组分的涂层能够在较长氧化时间和一定的热震循环周期内保持涂层试样较低的氧化失重率并降低其氧化速率. 相似文献
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碳/碳复合材料SiC/Al-Si涂层微观结构及抗氧化性能研究 总被引:1,自引:0,他引:1
采用料浆法在碳/碳复合材料碳化硅(SiC)内涂层表面制备了Al-Si合金外涂层,采用XRD和SEM分析了涂层的微观结构,并测试了带有SiC/Al-Si复合涂层的碳/碳复合材料试样在1500℃静态空气中的抗氧化性能.结果表明:Al-Si合金外涂层主要成分为Al3.21Si0.47,含有少量Al2O3;SiC/Al-Si复合涂层厚度约为120μm,无穿透性裂纹;SiC/Al-Si复合涂层的抗氧化性能明显优于单一SiC涂层,氧化17h后涂层试样的质量损失未超过5%. 相似文献
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Dangshe HOU Kezhi LI Hejun LI Qiangang FU Jian WEI Yulei ZHANG 《材料科学技术学报》2007,23(4):559-562
A W-Mo-Si/SiC double-layer oxidation protective coating for carbon/carbon (C/C) composites was prepared by a two-step pack cementation technique. XRD (X-ray diffraction) and SEM (scanning electron microscopy)results show that the coating obtained by the first step pack cementation was a thin inner buffer layer of SiC with some cracks and pores, and a new phase of (WxMo1-x)Si2 appeared after the second step pack cementation. Oxidation test shows that, after oxidation in air at 1773 K for 175 h and thermal cycling between 1773 K and room temperature for 18 times, the weight loss of the W-Mo-Si/SiC coated C/C composites was only 2.06%. The oxidation protective failure of the W-Mo-Si/SiC coating was attributed to the formation of some penetrable cracks in the coating. 相似文献
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碳/碳复合材料的氧化与防护 总被引:12,自引:1,他引:12
碳/碳复合材料的氧化敏感性限制了它的应用,为满足未来宇航飞行器等对高温结构材料的需要,必须彻底解决碳/碳复合材料的氧化防护问题。本文在认真分析碳/碳复合材料氧化过程的基础上,全面总结了提高碳/碳复合材料的抗氧化途径,其具体方法包括:材料内部结构、纤维、基体的改进和用各种方法在其表面施加保护涂层。同时,进一步发现:一种包括硼酸盐玻璃作内涂层,以SiC、Si_3N_4、SiO_2等作为外涂层的多层涂层系统,能在1700℃以下对碳/碳复合材料提供较好的防护。 相似文献
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制备了一种具有自愈合功能的C/C复合材料抗氧化涂层,它主要由SiC和B4C、高熔点还原性氧化物等陶瓷细粉经简单工艺涂刷制成.通过动态氧气氛中的TGA试验、静态干燥空气中的氧化失重试验及扫描电镜、X射线衍射分析研究了其抗氧化和抗热震性能,试验结果显示,该涂层能承受1000℃以下40ml/min氧流量的动态氧化冲击;对应600~1000℃的静态氧化的平均氧化失重率介于10-8~10-6 g/(cm2·s)量级,涂层在1000℃以内的工作温度环境下具有良好的抗氧化能力;涂层试样经过10次热震循环后总的氧化失重为17.8%,在一定热循环范围内具有较好的抗热震性能;涂层试样的氧化失重率与氧化时间及热震次数具有非线性关系,表明该涂层具有自我愈合裂纹的功能. 相似文献
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To improve oxidation resistance of carbon/carbon (C/C) composites, a SiC/SiC-MoSi2-ZrB2 double-layer ceramic coating was prepared on C/C composites by two-step pack cementation. The phase compositions and microstructures of as-prepared multilayer coating were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The oxidation resistance at 1773 K and the effect of thermal shock between 1773 K and room temperature on mechanical performance of coated specimens were investigated. The results show that the SiC/SiC-MoSi2-ZrB2 coating exhibits dense structure and is composed of SiC, Si, MoSi2 and ZrB2. It can protect C/C composites from oxidation at 1773 K for more than 510 h with weight loss of 0.5%. The excellent anti-oxidation performance of the coating is due to the formation of SiO2-ZrSiO4 complex glassy film. The coating can also endure the thermal shocks between 1773 K and room temperature for 20 times with residual flexural strength of 86.1%. 相似文献
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To improve oxidation resistance of carbon/carbon(C/C) composites,a SiC/SiC-MoSi_2-ZrB_2 double-layer ceramic coating was prepared on C/C composites by two-step pack cementation.The phase compositions and microstructures of as-prepared multilayer coating were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy.The oxidation resistance at 1773 K and the effect of thermal shock between 1773 K and room temperature on mechanical performance of coated specimens were investigated.The results show that the SiC/SiC-MoSi_2-ZrB_2 coating exhibits dense structure and is composed of SiC,Si,MoSi_2 and ZrB_2·It can protect C/C composites from oxidation at 1773 K for more than 510 h with weight loss of 0.5%.The excellent anti-oxidation performance of the coating is due to the formation of SiO_2-ZrSiO_4 complex glassy film.The coating can also endure the thermal shocks between 1773 K and room temperature for 20 times with residual flexural strength of 86.1%. 相似文献