SiC涂层对碳纤维抗氧化性能的影响

采用高能球磨的Si、C粉体,利用原位反应法在碳纤维表面制备得到了SiC涂层。利用XRD,SEM,TEM等分析测试手段对碳纤维涂层进行了相组成及形貌分析。通过对涂SiC和未涂SiC纤维的等温氧化试验,对涂层碳纤维抗氧化性能进行了研究。结果表明:制备的涂层均匀完整,涂层组成为纳米结构的β-SiC,厚度约为30 nm。在400～700℃SiC涂层可对碳纤维起到抗氧化作用。600℃氧化3h后,没有涂层的碳纤维表面出现明显的氧化侵蚀坑,而涂有SiC涂层的碳纤维损伤不明显。     

炭/炭复合材料表面SiC/ZrSiO4-SiO2复合涂层的抗氧化性能与红外发射特性研究

为提高炭/炭(C/C)复合材料的高温抗氧化性能并降低其红外发射率,采用包埋–刷涂法在其表面制备了SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层。借助XRD、SEM等表征分析了涂层的成分与微观结构,并研究了SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层包覆C/C复合材料在1500℃动态空气条件下的抗氧化性能,以及在90和500℃下的红外发射率。结果表明:由疏松结构SiC内涂层和镶嵌结构ZrSiO_4-SiO_2外涂层组成的SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层具有优异的抗氧化性能,在1500℃流动空气(0.6 L/min)等温氧化条件下氧化50 h后试样的氧化失重率仅为0.03%。在C/C复合材料表面制备SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层后其红外发射率明显降低,并随温度升高而越低。复合涂层包覆试样在90℃时3~5μm和8~14μm波段的平均红外发射率分别为0.55和0.66;在500℃时3~5μm和8~14μm波段的平均红外发射率分别为0.48和0.62。SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层包覆C/C复合材料可作为优良的低红外发射率高温热结构材料应用于航空航天领域。     

SiC对熔铝石墨坩埚抗氧化性能的影响

采用鳞片状石墨、SiC、硅粉和高岭土等主要原料制备含SiC的熔铝石墨坩埚,试样分别在1050、1100、1150和1200℃保温3h烧成,随后将试样分别加热到700、800和900℃保温6h进行氧化试验。研究了SiC的加入量、烧成温度、氧化温度和时间对试样抗氧化性能的影响。结果表明,随着SiC含量的增加,坩埚的抗氧化性能得到明显的改善,这种作用在较高温度下尤为显著;SiC含量较多的试样,失重曲线平缓,失重率较小;试样的最佳烧成温度应控制在1100～1150℃之间;随着氧化温度的升高和氧化时间的延长,试样的失重率增加,尤其是在700～800℃氧化温度下。     

不同工艺对SiC／Cu复合材料界面结合的影响

采用包裹法和机械合金法制备了SiC：Cu为20：80（体积比）的SiC／Cu复合材料。采用XRD，SEM及EDAX能谱对粉体和烧成样品的物相、断口显微形貌及断口物质成分进行了表征。结果表明：采用包裹法在制备复合粉体过程中出现Cu2O，其含量在烧结过程中减少，包裹法制备的烧成样品SiC颗粒和Cu结合成“核．壳”结构，两相分布比机械合金法更均匀，界面结合更好，强度更高。     

不同工艺对SiC/Cu复合材料界面结合的影响

采用包裹法和机械合金法制备了SiC∶Cu为20∶80(体积比)的SiC/Cu复合材料.采用XRD,SEM及EDAX能谱对粉体和烧成样品的物相、断口显微形貌及断口物质成分进行了表征.结果表明:采用包裹法在制备复合粉体过程中出现Cu2O,其含量在烧结过程中减少,包裹法制备的烧成样品SiC颗粒和Cu结合成"核-壳"结构,两相分布比机械合金法更均匀,界面结合更好,强度更高.     

石墨抗氧化SiC涂层的制备与性能研究

本文以SiC、Si和酚醛树脂为主要原料,通过浸涂和气相渗硅两步法在石墨表面制备了SiC抗氧化涂层。利用XRD、SEM研究了涂层的相组成与形貌。结果表明,气相渗硅后涂层的主相为α-SiC,β-SiC和Si,其中Si是气相渗硅过程中残留的。涂层与基体之间具有过渡结构,致密度良好。抗氧化和抗热震实验表明：由气相渗硅工艺制备的SiC涂层结构致密,具有良好的抗氧化性能,1200℃空气条件下氧化16 h后试样每小时增重量约为2.18 mg/cm₂。涂层具有良好的抗热震性能,经1000 ℃—室温循环热震15次后试样质量变化百分率仅为-0.17%。     

基体对PIP法制备2D Cf/SiC材料抗氧化性能的影响

以3k JC1#纤维布为增强体,以聚碳硅烷为先驱体,采用先驱体转化工艺制备了2D Cf/SiC复合材料,考察了基体结构对材料抗氧化性能的影响.结果表明,先驱体转化2D Cf/SiC复合材料的抗氧化性能主要与材料基体中的游离碳含量及孔隙率有关,基体中游离碳含量和孔隙率越高,材料的抗氧化性能越差.通过减少基体中的孔隙率和游离碳含量,可以制备抗氧化性能较好的2D Cf/SiC复合材料,在1300℃,马弗炉中氧化20 min后,材料的失重率仅为2.2%,弯曲强度和断裂韧性保留率达到83.6%和80.9%.     

SiC 涂层对不同碳基体氧化防护行为的研究

为了提高碳材料的抗氧化性能,采用料浆烧结法在石墨和C/C复合材料上制备了SiC 抗氧化涂层.测试了SiC涂层在1200℃的高温下对不同碳基体的氧化防护能力,利用扫描电子显微镜 (SEM)、X-射线衍射仪(XRD)对涂层结构进行分析.结果表明:SiC涂层对不同碳材料的抗氧化防护行为有很大差异,在1200℃的高温下SiC涂层对石墨具有较好的抗氧化性能,而对C/C复合材料的氧化防护性能较差.     

炭材料高温抗氧化莫来石/SiC复合涂层的制备及其1150℃高温抗氧化性能(英文)

采用化学气相反应及料浆刷涂烧结复合工艺在石墨表面制备高温抗氧化莫来石/SiC复合涂层。XRD物相分析结果显示涂层外层由莫来石及微量SiO2相组成,涂层内层主要由β-SiC相组成。通过高温抗氧化试验研究涂层的高温抗氧化行为并测试涂层氧化后的洛氏硬度。结果表明:所制备的莫来石/SiC复合涂层具有良好的高温抗氧化及热震性能,经过1150℃、109h的高温氧化及12次1150℃→室温的循环热震试验后,涂层试样的质量增加率为0.085%。硬度测试结果表明:所制备的莫来石/SiC复合涂层各层之间具有良好的结合性能。     

SiC涂层对泡沫炭高温抗氧化性能的影响

采用包埋法在中间相沥青基泡沫炭表面生成了一层致密的高温抗氧化碳化硅涂层,研究了SiC涂层对泡沫炭高温抗氧化性能的影响.通过热重分析仪(TG)对有、无SiC涂层的泡沫炭的抗氧化性能变化进行了分析,采用扫描电子显微镜(SEM)分析了SiC涂层的结构和形貌特征变化,同时在1 200℃空气气氛中对SiC涂层的抗氧化性能进行了测试.结果表明:SiC涂层使泡沫炭的抗氧化性能有了显著的提高,并且随着SiC涂层厚度的增加,泡沫炭的抗氧化性能也随之增强.     

Cf/SiC复合材料的氧化及抗氧化技术研究进展

连续碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料（C_f/SiC）因其具有高比强、高比模、耐磨损、良好热稳定性以及耐高温等突出性能,成为航空、航天、高性能武器装备等高尖端领域极具潜力的热结构材料。但高温氧化是其工程应用上的弱点,会造成C_f/SiC复合材料性能的下降,直接影响到材料的使用寿命和安全性。分析C_f/SiC复合材料的氧化影响因素,从界面相、基体和表面涂层3个方面综述C_f/SiC复合材料高温抗氧化技术的研究进展,结果表明：不同的温度区间内C_f/SiC复合材料的氧化行为不同,而界面改性、涂层抗氧化和基体改性相结合是实现材料抗氧化的关键。     

Cr含量对炭/炭复合材料SiC/Al-Si抗氧化涂层的影响(英文)

采用料浆法在已制得SiC内涂层炭/炭(C/C)复合材料(SiC-C/C)表面,制备了不同Cr含量(质量分数分别为0%,31.85%,44.95%及55.57%)的Al-Si合金涂层。分别采用X射线衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及1773K静态空气气氛中的恒温氧化试验,测试了所得涂层试样的微观结构及抗氧化性能。结果表明:Cr元素可以显著提高Al-Si合金涂层的抗氧化性能;Cr含量为44.95%的Al-Si合金涂层SiC-C/C复合材料试样在1773K空气气氛中氧化197h后的氧化增重为0.079%(质量分数)。     

扫描间距对激光制备纳米SiC抗氧化涂层的影响

目的 研究激光的扫描间距对纳米SiC涂层形貌、生长机理和抗氧化涂层的影响。方法 以不同扫描间距的激光辐照制备SiC纳米涂层。分别利用体视显微镜、扫描电镜(SEM)和激光共聚焦显微镜分析涂层表面、截面的三维形貌,研究扫描间距对涂层形貌的影响,探究微米SiC颗粒转变为纳米SiC颗粒的演变及生长机理。用热失重法(TGA)研究试样高温抗氧化性能,包括试样的氧化失重率随温度变化和650、800℃两种温度下的恒温抗氧化性能对比分析,并用阿伦尼乌斯线性拟合进行了验证。结果 激光能够促使预置于石墨基体上的微米SiC颗粒在Ar保护下的密闭反应室中转变为纳米SiC颗粒,且涂层主要由结晶度良好的α–SiC、β–SiC纳米晶颗粒组成。当扫描间距为0.08 mm时,形成的涂层表面较为平滑均匀,粗糙度较小,最高处与最低处的高度差仅为135.829μm,且此间距下,试验活化能值Ea=11.014×10⁴ J/mol最大,抗氧化性能最好。其次试样在600～850℃范围内,试样氧化失重率较低,小于8%,其氧化失重率与氧化时间呈现出较好的一次线性的拟合度。结论 激光辐照制备的SiC纳米涂层的形貌、生...     

激光熔覆纳米SiC增强Ni基合金涂层的组织与高温抗氧化性能

目的揭示添加纳米粉体对激光熔覆涂层高温防护性能的影响。方法以NiCoCrAlY合金粉末为熔覆材料,添加纳米SiC粉体,在GH4037合金表面激光熔覆纳米SiC增强Ni基合金涂层,对熔覆层表面及界面区进行显微组织分析,并进行1070℃下的高温抗氧化性实验。结果加入纳米SiC粉体的激光熔覆涂层组织明显细化,界面区未出现明显缺陷,其高温氧化速率远远低于未加纳米粉体的涂层,氧化膜致密,抗剥落能力显著增强。结论添加适量纳米SiC粉体对Ni基合金激光熔覆层的组织具有明显细化作用,对界面区裂纹的产生有一定的抑制作用,使得熔覆层的高温抗氧化性能显著提高。     

表面硅化对C/C复合材料组织结构的影响

采用表面固相渗硅工艺在C/C复合材料表面制备SiC涂层 ,研究了制备工艺对涂层和C/C复合材料组织结构的影响。结果表明 :硅化反应时间对C/C复合材料的SiC涂层厚度影响不大 ;C/C复合材料组织中热解碳基体与碳纤维相比 ,更易与Si反应生成SiC ,说明碳纤维的稳定性高于热解碳 ,Si通过界面和材料缺陷扩散深入基体内部。     

SiC微粉添加剂对铝合金钻杆材料微弧氧化膜层性能的影响

目的提高铝合金钻杆材料微弧氧化膜层的性能。方法在电解液中加入0~4 g/L的SiC微粉,对7E04铝合金钻杆材料表面生成的微弧氧化膜层进行改性,研究了微弧氧化膜层的氧化电压-时间曲线、厚度、显微硬度、表面形貌、膜层元素含量、相组成和耐蚀性。结果随着SiC微粉质量浓度的增加(0、1、2、3、4 g/L),氧化电压不断增加,在4 g/L时几乎达到550 V。微弧氧化膜层的厚度和显微硬度增加,各浓度下的膜层厚度分别为42.3、43.6、45.0、45.3、50.0μm,膜层显微硬度分别为341.8、375.2、394.4、405.1、436.8MPa。同时,放电孔的孔径和烧结盘的尺寸也逐渐增加。在微弧氧化过程中,SiC被氧化成SiO_2,基体中的Al被氧化成α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3,膜层中的相组成主要有α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3、SiO_2和莫来石。同时,随着SiC微粉浓度的增加,膜层中的C、Si元素含量增加,Al元素和O元素的含量降低。膜层的腐蚀速率分别为1.11×10~(-1)、3.598×10~(-2)、5.223×10~(-2)、6.762×10~(-2)、1.323×10~(-1) mm/a,呈现出先减小后增加的趋势,耐蚀性先增加后降低。结论 SiC微粉的添加增加了膜层的厚度,改变了膜层的表面形貌,同时提高了微弧氧化膜层的显微硬度、耐蚀性等性能。     

Al掺杂ZnO薄膜的制备及红外光学性能的研究

采用溶胶-凝胶法合成Al掺杂ZnO胶体,通过浸涂法在石英衬底上制备不同退火温度的ZAO薄膜.通过XRD、FT-IR、IR-2型红外辐射仪等手段对薄膜进行表征并研究不同工艺条件对薄膜红外性能的影响.结果显示,Al的掺杂并未改变ZnO的晶型结构,薄膜材料具有沿(002)晶面趋向性生长的特点.ZAO薄膜在可见光区具有高透过率,平均透过率在80%左右,在红外波段具有较高的透过率,所得到的ZAO薄膜在红外波段具有较低的发射率.     

微弧氧化对TC4钛合金高温抗氧化性能的影响

采用直流稳压电源,在Na2SiO3、Na3PO4电解液中对TC4钛合金表面进行微弧氧化处理,研究了微弧氧化对TC4钛合金高温抗氧化性能的影响.结果表明,经微弧氧化的TC4合金高温抗氧化性能明显优于TC4钛合金;在750℃循环氧化100h后,经300V电压微弧氧化60 min的TC4钛合金的氧化增重为7.8 mg/cm2,而未经微弧氧化处理的TC4钛合金氧化增重为30.51 mg/cm2;随着微弧氧化时间增长和电压的增大,微弧氧化TC4钛合金的高温抗氧化性能也增强.     

不同粒度的碳化硅磨料氧化性研究

本文用热重分析仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜（SEM）研究了两种不同粒度（0．28-104．71μm,39．81～954．99μm）的碳化硅粉体在20-1400℃温度范围内非等温氧化的特性,结果表明：（1）粒度较小的1#试样的比表面积是2#试样的20多倍,1#试样氧化开始温度为560℃,而2#试样的氧化开始温度为870μ,1#试样在1400℃的氧化增重率为2．36％,2#试样的增重率为1．14％。这表明在相同实验条件下,碳化硅粒度越小,活性越高,氧化程度越高。（2）粒度较小的碳化硅氧化产物为方石英。（3）SEM表明SiC表面生成SiO2保护膜可封闭部分气孔,阻止O2向内扩散,为保护性氧化。