2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、石墨材料具有多種優(yōu)異的性能,但是在高溫含氧條件下容易氧化,極大地限制了其應用范圍。因此本文通過包埋法在石墨材料表面制備一層抗氧化涂層,以改善其高溫使用性能。根據(jù)燒結原理、泰曼溫度(燒結開始溫度)以及試驗條件,確定燒結溫度及升溫速率。一般金屬的泰曼溫度約為(0.3-0.4)TM,硅酸鹽的泰曼溫度約為(0.8-0.9)TM。由于涂層致密化需要高溫快燒,因此將燒結溫度定于高于泰曼溫度,統(tǒng)一定為1600℃。根據(jù)實驗設備的限定,選擇升溫速率為:低

2、于800℃時4℃/min,高于800℃時2℃/min,保溫時間定為2h。
  首先采用包埋法在石墨材料表面制備一層純的SiC抗氧化涂層,對所制得的試樣進行氧化試驗。氧化試驗是在靜態(tài)空氣下進行的,氧化試驗的升降溫工藝是:由室溫以2℃/min升溫至1400℃,保溫2h,然后以2.5℃/min降溫到室溫。利用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)對試樣氧化前后的微觀形貌及結構進行了深入研究,總結抗氧化涂層的防護機理。

3、>  純的SiC涂層對試樣有一定的抗氧化作用,具有一定的自愈合能力,但是由于涂層氧化后生成的SiO2高溫環(huán)境下蒸汽壓較大,以至于在涂層的抗氧化過程中消耗過大,不能用于長時間的抗氧化保護。另外,由于涂層表面不是連續(xù)致密的,存在缺陷空隙和微裂紋,為氧氣滲入涂層與基體的界面甚至是基體內(nèi)部提供了孔道,使得試樣抗氧化防護失效。單純以Si粉和C粉將石墨基體進行包埋,燒結所得的試樣具有一定的抗氧化性。理論上是增加涂層厚度可以使石墨材料的抗氧化性得到提

4、升,但是隨著涂層中Si含量的增加,涂層的脆性也隨之增加。
  然后利用金屬材料與石墨材料良好的浸潤性,在包埋粉中摻加高熔點的金屬,使金屬通過物理摻雜或是與石墨基體發(fā)生反應而引入涂層,在石墨基體表面形成一層金屬-硅化物的涂層。之后對所得試樣進行氧化試驗,計算其氧化失重,觀察試樣氧化試驗前后的微觀形貌及結構。
  摻加W、MoSi2、Cr、Mo改性抗氧化涂層制備的試樣在1400℃下2h的氧化失重分別為0.95%、負失重、0.05

5、%、0.97%。通過改性后制備的試樣其抗氧化性均有所提升,其中摻加MoSi2改性的抗氧化涂層較為致密平整,沒有穿透性的氣孔和微裂紋,MoSi2分布在SiC涂層中,可以調(diào)節(jié)涂層的應力。當涂層出現(xiàn)裂紋時,MoSi2與SiC的界面使裂紋尖的端應力得到緩沖,不能進一步擴展,這樣就可以減少穿透性的裂紋的產(chǎn)生,有效保護涂層不脫落。
  不同添加劑的摻加均不同程度上改善了涂層的抗氧化。由于各金屬的熔點不同,因此其抗氧化溫度范圍也不同。因此為了使

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