多孔氮化硅表面环境障涂层的制备及性能研究

发布时间：2025-04-15 04:29

　　多孔氮化硅陶瓷由于具有良好的综合力学性能、介电性能和隔热性能等优点,在航空航天领域有广泛的应用前景。但是较高的孔隙率和多孔结构,会造成多孔氮化硅介电性能不稳定、隔热性能和机械性能下降等问题,从而限制其实际应用。为此,在多孔氮化硅陶瓷表面制备一层环境障涂层（Environmental Barrier Coatings,EBCs）势在必行。由于涂层使用环境的需要,制备出的涂层不仅需要具有防潮、抗雨蚀的能力,还必须具备较好的抗热冲击能力。本文以α-Si₃N₄,Y-Si-Al-O玻璃粉体和SiC纳米线为原料,采用浆料涂刷和反应熔渗相结合的方法,在多孔氮化硅表面制备SiC纳米线增韧的复相陶瓷涂层。研究烧结温度和SiC纳米线含量对涂层微观组织结构、防水性能和力学性能的影响,并对涂层的抗热冲击能力进行详细研究。涂层制备过程中,研究了烧结温度（1450℃¹600℃）和纳米线含量（0wt%²0wt%）对涂层微观组织结构、防水能力和力学性能的影响。研究结果表明:所制备的涂层包含α-Si₃N_...

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【部分图文】：

图1.1SiN结构示意图

沈阳工业大学硕士学位论文2.1氮化硅的晶体结构Si3N4是共价键化合物，已知有，β，γ三种晶型。由于γ-Si3N4是在超高温超高压存在的，现在研究的较少。-Si3N4的晶体为颗粒状，β-Si3N4的晶体为针状或棒状，种晶型均属于六方晶系，三维空间网络结构都是由[SiN4....

图2.2多孔基体SEM图

图2.2多孔基体SEM图Fig.2.2SEMimageofporoussubstrate图2.3涂层制备流程图线分散剂SiC纳米线/-Si3N4浆料层粉Y-Si-Al-O粉Y-Si-Al-O浆料反应熔渗复合涂层

图3.2不同烧结温度制备出涂层的表面SEM图

17g1600℃（500倍）h1600℃（2000倍）图3.2不同烧结温度制备出涂层的表面SEM图Fig.3.2SurfaceSEMimagesofcoatingpreparedatdifferentsinteringtemperatures....

图3.3不同烧结温度制备出涂层的截面SEM图

从图3.2h可以看到，随着烧结温度升高到1600℃，在涂层中生成生长的棒状晶，结合图3.1可知，此棒状晶为β-Si3N4。这是因为烧结温度为160温度较高，液相粘度较低，致使-Si3N4通过溶解-析出机制相变为β-Si3N4相。时温度过高，造成液相粘度过低，更多....

本文编号：4040076