碳/碳复合材料莫来石晶须增韧莫来石抗氧化涂层的制备与性能研究

发布时间：2021-02-08 20:20

　　C/C复合材料具有许多优异的性能。诸如比重低、热膨胀系数低、热导率高、高轻度、高模量。而最让人感到惊喜的是,随着温度的升高,它的力学性能不仅没有降低,反而有一定程度的提升。所以在航空航天、核工业甚至生物医用等领域我们都可以看到C/C复合材料的影子。然而,在空气中超过643 K使得C/C复合材料被氧化。而每失重2%-5%,对应的力学性能会下降40%-50%。这必然会大大限制其在高温领域的应用范围。本论文是采用防氧化涂层的办法来解决这一难题。本研究采用脉冲电弧放电沉积法（pulse arc discharge deposition,简称PADD）,在预先用包埋法制备的SiC-C/C试样的基础上制备了莫来石涂层及莫来石晶须增韧莫来石涂层。探讨了脉冲电压、脉冲频率、颗粒粒径等工艺因素以及莫来石晶须的含量对于单一莫来石涂层及莫来石晶须增韧莫来石涂层试样结构及其抗氧化性能的影响。通过XRD、SEM、EDS等表征手段。来分析、测试涂层试样的组成、表面显微结构和断面显微结构及元素分析含量。其结论如下：采用脉冲电弧放电沉积法制备莫来石涂层的最佳条件为：脉冲电压为400 V,脉冲频率为2000 Hz,碘单... 

【文章来源】：陕西科技大学陕西省

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 C/C复合材料防氧化简介
        1.1.1 C/C复合材料的基体改性技术
        1.1.2 C/C复合材料的防氧化涂层技术
    1.2 C/C复合材料防氧化涂层制备方法
        1.2.1 包埋法
        1.2.2 等离子喷涂法
        1.2.3 料浆法
        1.2.4 气相沉积法
        1.2.5 脉冲电弧放电法
        1.2.6 其他方法
    1.3 C/C复合材料防氧化涂层体系
        1.3.1 玻璃涂层
        1.3.2 高温合金金属涂层
        1.3.3 高温陶瓷涂层
        1.3.4 复合涂层
    1.4 莫来石在C/C复合材料防氧化涂层领域的应用
    1.5 C/C复合材料抗氧化防护涂层存在的问题及展望
    1.6 本论文的研究内容及创新点
2 实验
    2.1 实验试剂和实验仪器
        2.1.1 实验所用的化学试剂和药品
        2.1.2 实验仪器设备
    2.2 实验原料的制备
        2.2.1 莫来石粉料的准备
        2.2.2 莫来石晶须的准备
    2.3 SiC内涂层的准备
    2.4 外涂层的制备工艺流程
        2.4.1 脉冲电弧放电沉积法的简介及原理
        2.4.2 脉冲电弧放电沉积法的工艺流程
        2.4.3 热浸渍法的简介及原理
        2.4.4 热浸渍法的工艺流程
    2.5 试样的表征和测试
        2.5.1 物相分析（X-Ray）
        2.5.2 涂层试样的微区成分元素种类含量分析及显微结构分析
        2.5.3 防氧化测试
3 脉冲电弧放电法制备莫来石晶须增韧莫来石涂层的研究
    3.1 脉冲电弧放电法制备莫来石涂层的研究
        3.1.1 脉冲电压对于莫来石涂层结构及性能的影响
        3.1.2 脉冲频率对于莫来石涂层结构及性能的影响
        3.1.3 莫来石颗粒粒径对于莫来石涂层结构及性能的影响
        3.1.4 莫来石涂层沉积动力学的研究
    3.2 脉冲电弧放电法制备莫来石晶须增韧莫来石涂层的研究
        3.2.1 莫来石晶须增韧莫来石涂层的制备
        3.2.2 莫来石晶须增韧莫来石涂层的微观结构
        3.2.3 莫来石晶须增韧莫来石涂层的氧化防护性能
    3.3 本章小结
4 热浸渍法制备莫来石晶须增韧莫来石涂层的研究
    4.1 热浸渍法制备莫来石涂层的研究
        4.1.1 料浆浓度对于莫来石涂层结构及性能的影响
        4.1.2 热处理温度对于莫来石涂层结构及性能的影响
        4.1.3 最佳工艺下制备的莫来石涂层显微结构及抗氧化性能分析
    4.2 熔盐法结合原位法制备莫来石晶须增韧莫来石涂层
        4.2.1 复合涂层试样制备的工艺流程
        4.2.2 复合涂层试样的表征及性能测试
    4.3 本章小结
5 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3024479