AlPO4环境障碍涂层材料水氧腐蚀性能研究

采用溶胶凝胶法合成了一种AlPO₄环境障碍涂层材料,测定了其热膨胀系数,在1350℃、50vol% H₂O/50vol%O₂、1.013×10⁵ Pa、气体流速0.085cm/s的水氧耦合环境中研究了其抗水氧腐蚀性能,并利用X射线衍射仪、能谱分析仪和扫描电子显微镜分析了材料组成和微观结构.结果表明,AlPO₄与C/SiC复合材料热膨胀基本匹配,抗水氧腐蚀性能良好.主要存在的问题是AlPO₄分解引起的失重,二氧化硅会加速其分解.     

BaO-Al_2O_3-SiO_2环境隔离涂层的制备与耐腐蚀性能表征

应用柠檬酸溶胶–凝胶法制备BaO–Al2O3–SiO2(BAS)溶胶,将BAS溶胶直接刷涂在碳纤维(carbon fiber,Cf)/SiC–SiC基底上制备出BAS涂层,并在1250℃,50%(体积分数,下同)H2O–50%O2和0.1MPa压力下对涂覆和未涂覆BAS涂层的样品进行腐蚀试验。用红外光谱仪、热重–差示扫描量热分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜表征了BAS溶胶–凝胶及涂层的性能;采用电子天平、电子万能试验机对涂覆和未涂覆BAS涂层的样品耐腐蚀性能进行表征。结果表明:将pH控制在4～5,柠檬酸与金属离子Ba2+和Al3+的摩尔比分别为2和3时,可成功合成均匀、透明、稳定的BAS溶胶。BAS溶胶1次刷涂烧结的涂层厚度约为10μm,4次可达50μm左右。在1250℃的水氧耦合条件下腐蚀200h后,与未涂覆BAS的Cf/SiC–SiC比较,涂覆BAS的Cf/SiC–SiC强度保持率达88%,并且质量无明显损失。     

BaO-A12O3-SiO2环境隔离涂层的制备与耐腐蚀性能表征

应用柠檬酸溶胶-凝胶法制备BaO-A12O3-SiO2(BAS)溶胶,将BAS溶胶直接刷涂在碳纤维(carbon fiber,Cf)/SiC-SiC基底上制备出BAS涂层,并在1 250℃,50%(体积分数,下同)H2O-5%O2和0.1 Mpa压力下对涂覆和未涂覆BAS涂层的样品进行腐蚀试验.用红外光谱仪、热重-差示扫描量热分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜表征了BAS溶胶-凝胶及涂层的性能:采用电子天平、电子万能试验机对涂覆和未涂覆BAS涂层的样品耐腐蚀性能进行表征.结果表明:将pH控制在4～5,柠檬酸与金属离子Ba2+和Al3+的摩尔比分别为2和3时,可成功合成均匀、透明、稳定的BAS溶胶.BAS溶胶1次刷涂烧结的涂层厚度约为10 μm,4次可达50 μm左右.在1 250℃的水氧耦合条件下腐蚀200 h后,与未涂覆BAS的Cf/SiC-SiC比较,涂覆BAS的Cf/SiC-SiC强度保持率达88%,并且质量无明显损失.     

AlPO4环境障碍涂层材料水氧腐蚀性能研究

采用溶胶凝胶法合成了一种AlPO₄环境障碍涂层材料,测定了其热膨胀系数,在1350℃、50vol% H₂O/50vol%O₂、1.013×10⁵ Pa、气体流速0.085cm/s的水氧耦合环境中研究了其抗水氧腐蚀性能,并利用X射线衍射仪、能谱分析仪和扫描电子显微镜分析了材料组成和微观结构.结果表明,AlPO₄与C/SiC复合材料热膨胀基本匹配,抗水氧腐蚀性能良好.主要存在的问题是AlPO₄分解引起的失重,二氧化硅会加速其分解.     

SiC/SiC复合材料在高温空气中的氧化行为

连续碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiC/SiC)是先进航空发动机热端部件的重要候选材料.在高温燃气环境中,SiC/SiC会发生氧化腐蚀,导致材料性能迅速恶化.为了揭示国产SiC/SiC复合材料在高温燃气环境中的氧化腐蚀行为,本工作测试了SiC/SiC复合材料的1100～1300℃空气氧化性能,获得了材料的氧化动力学曲线,利用SEM,XPS和XRD分析了材料的形貌、成分和物相演变规律,以阐明其氧化行为.结果表明:SiC/SiC复合材料在1100～1300℃的氧化动力学均遵循抛物线规律;其氧化物为SiO2.SiC/SiC在1100℃时仅发生轻微氧化,温度高于1200℃时复合材料的氧化程度随温度升高而加剧.在BN界面相和基体孔隙附近的氧化现象更为明显.SiC/SiC复合材料的弯曲强度随氧化程度增加而降低.     

Lu-Si-O体系在高温水蒸气环境中的腐蚀行为

采用溶胶-凝胶法制得三种镥硅酸盐体系粉体材料.以氧化物的摩尔比来表示此三种粉体,分别为:Lu2O3.SiO2、Lu2O3.2SiO2和Lu2O3.2.26SiO2.在1400℃、50%H2O-50%O2静态常压气氛下,研究了它们的耐水蒸气腐蚀性能.以单位面积重量变化率表征材料的耐水蒸气腐蚀性能,结合X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜能谱分析(SEM-EDS)等分析手段,揭示了镥硅酸盐体系在高温水蒸气环境中的腐蚀机制和反应机理.结果表明:三种原始粉体主要物相依次为:Lu2SiO5+Lu2Si2O7、Lu2Si2O7+SiO2和Lu2Si2O7+SiO2.在水蒸气作用下,Lu2SiO5相与Al2O3反应生成新相Lu3Al5O12,而Lu2Si2O7相并未受到水蒸气的作用而发生任何反应,表现出优异的化学稳定性.     

热处理对等离子喷涂BSAS环境障涂层性能影响EI北大核心

采用自制的固相烧结BSAS粉体,利用大气等离子喷涂工艺在SiC基体表面制备Si/Mullite+BSAS/BSAS三层结构环境障涂层。通过扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射分析仪等研究环境障涂层在不同热处理温度下涂层的相结构、显微组织演变规律。结果表明:喷涂态BSAS涂层主要由单斜结构BAS相和非晶相组成;经过1100℃热处理后,涂层内部非晶相转变为六方结构BAS相;1200℃热处理后六方结构BAS相逐渐向单斜结构BAS相转变,在1300℃热处理后单斜结构BAS相的含量达到最大;随着热处理温度的进一步上升,出现鳞石英结构的SiO_(2)相和高钡含量的Ba3SiO5相以及副钡长石结构BAS相,1400℃热处理过程中发现硅液滴渗出的现象。