温度对B4C涂层氧化防护性能和防护机制的影响

目的 研究温度对B4C涂层氧化防护性能和防护机制的影响,得出B4C涂层最佳氧化防护温度范围,以及B4C涂层在不同温度的氧化防护机制演变。方法 以石墨为基体,采用放电等离子烧结法在石墨表面制备B4C涂层,通过不同恒温氧化试验(800、1 000、1 200、1 400 ℃)和室温至1400 ℃宽温域动态氧化试验来测试其氧化防护性能,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对B4C涂层石墨试样氧化前后的物相组成、微观形貌、氧扩散等进行分析。结果 B4C涂层氧化后可生成B2O3玻璃膜,在800、1 000、1 200、1 400 ℃恒温氧化的防护效率分别为98.43%、98.61%、94.4%和92.8%,在室温至1 400 ℃宽温域动态氧化的防护效率为93.1%。B4C涂层在800 ℃以下主要依赖结构阻氧,800至900 ℃由结构阻氧向惰化阻氧转变,900 ℃以上主要依赖惰化阻氧。1 100 ℃以上,随温度升高B2O3玻璃膜的挥发加剧,B4C涂层惰化阻氧能力减弱。结论 B4C涂层的氧化防护效率随温度上升先增大后减小,结构阻氧机制逐渐降低,惰化阻氧机制先升高后降低。B4C涂层在800至1 100 ℃具有良好的氧化防护性能。