炭素材料高溫抗氧化涂層的制備及性能研究.pdf

1、炭素材料具有一系列優(yōu)良的性能，如低密度、高強度、高模量、耐磨損性能好，尤其是其高溫下較低的熱膨脹系數(shù)和1000℃～1300℃下強度隨著溫度的升高而增加的優(yōu)異高溫性能，使得炭素材料能夠同時立足于功能材料和高溫結構材料領域，得到廣泛重視。然而，炭素材料的缺陷在于以上許多性質(zhì)的發(fā)揮要求材料處于惰性氣氛中，若在氧化氣氛下超過一定范圍就會發(fā)生明顯氧化。此時力學性能就會隨著氧化失重率的增加而明顯下降，從而限制了炭素材料在氧化氣氛下的應用范圍。因此，

2、為了充分利用其優(yōu)異性能，炭素材料在高溫條件下的抗氧化防護至關重要，值得深入研究。
　　 本課題采用MTS-Ar-H2體系化學氣相沉積法制備涂層，基體材料為由某炭纖維有限公司提供的炭板、炭氈和碳/石墨復合氈。針對MTS的水浴溫度、沉積溫度和沉積時間等工藝參數(shù)對CVDSiC的影響，在不同工藝參數(shù)條件下制備SiC涂層并對不同條件下在三種炭素材料基體上制備的涂層及其抗氧化性能進行了分析研究。
　　 結果表明在水浴溫度為60℃，沉

3、積溫度為1000℃時沉積3h所制備的涂層的質(zhì)量增加率最大，且經(jīng)XRD物相分析涂層物質(zhì)均為SiC，氧化性能測試后發(fā)現(xiàn)涂有該涂層的三種炭素材料的起始氧化溫度分別為炭板500℃、炭氈650℃、碳/石墨復合氈700℃，而未涂層的三種炭素材料的起始氧化溫度分別為炭板400℃、炭氈450℃、碳/石墨復合氈550℃。
　　 對不同水浴溫度、不同沉積溫度以及不同沉積時間下制備的涂層試樣的質(zhì)量增加率和氧化失重率的分析結果表明：相同沉積條件下以炭氈