炭素材料熔鹽法原位反應(yīng)制備MoSi2-SiC復(fù)合涂層研究.pdf

1、炭材料具有許多優(yōu)異性能，如低密度、線膨脹系數(shù)低、摩擦磨損性能優(yōu)異、導(dǎo)熱導(dǎo)電性好等，被廣泛應(yīng)用于航空航天、冶金、化工等領(lǐng)域。但是，炭材料在空氣中于400℃開(kāi)始氧化，氧化失重使炭材料的結(jié)構(gòu)、性能受到嚴(yán)重的破壞和影響，限制了其作為高溫耐熱材料的應(yīng)用。針對(duì)高溫抗氧化中存在的問(wèn)題，本研究采用熔鹽法在1000℃左右制備了MoSi2-SiC復(fù)合涂層，然后在靜態(tài)空氣中進(jìn)行抗氧化性能研究。
　　利用熔鹽法制備MoSi2-SiC復(fù)合涂層，以熔融鹽作為

2、熱介質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)，利用熔鹽體系中離子遷移和擴(kuò)散速度高、反應(yīng)物混合均勻等特點(diǎn)，可以顯著降低反應(yīng)溫度、縮短反應(yīng)時(shí)間。首先利用仲鉬酸銨和KCl在炭材料樣品表面制備了Mo2C涂層，涂層均勻包覆樣品表面，與基體具有良好的結(jié)合性，不存在明顯的穿透性裂紋，涂層厚度約為50μm。在仲鉬酸銨濃度不超過(guò)30％的情況下，隨著濃度的提高，涂層致密性越好;但是濃度超過(guò)30％之后，致密性變差。然后利用Si粉溶解在熔鹽NaCl和NaF中，將Mo2C涂層硅化獲得M

3、oSi2-SiC復(fù)合涂層，復(fù)合涂層同樣與基體具有良好的結(jié)合性，涂層厚度約為60μm。在Si含量不超過(guò)20％的情況下，隨著含量的提高，涂層致密性越好;但是含量超過(guò)20％之后，致密性變差。
　　制備了MoSi2-SiC復(fù)合涂層的炭材料樣品在不同溫度進(jìn)行抗氧化實(shí)驗(yàn)之后，依次分為三層:靠近基體的Mo4.8Si3C0.6過(guò)渡層、中間為MoSi2-SiC復(fù)合層、最外層為SiO2包覆層。石墨樣品從氧化開(kāi)始一直到氧化100h的過(guò)程中，氧化之后的重

4、量相對(duì)原始重量始終是在增大，但是增重量逐漸減少。在1500℃氧化100h后增重0.24％。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明石墨樣品表面制備MoSi2-SiC復(fù)合涂層具有良好的抗氧化性能。
　　炭/炭樣品在900℃溫度下，從氧化開(kāi)始一直到氧化20h的過(guò)程中，樣品氧化之后的重量相對(duì)原始重量始終是在增大，但是在1300℃、1400℃、1500℃時(shí)，增重逐漸減小，最后開(kāi)始失重。在1500℃氧化10h后失重0.07％。結(jié)果表明炭/炭樣品表面制備MoSi2-Si