石墨電極表面氬弧熔覆原位合成高溫抗氧化復(fù)合涂層研究.pdf

1、本文采用氬弧熔覆技術(shù)，以Si粉和Ti(Zr)粉為原料在石墨電極表面分別制備出C-Si、C-Si-Ti和C-Si-Zr抗氧化復(fù)合涂層。利用掃描電鏡、能譜儀和X-射線衍射儀分別對(duì)復(fù)合涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)和涂層中的物相組成進(jìn)行了分析。在最佳工藝下制備的涂層表面均具有金屬光澤，且平整光滑，涂層與基體之間結(jié)合性好、無(wú)明顯缺陷。在1100℃和1300℃兩個(gè)不同溫度條件下，分別對(duì)C-Si-Ti和C-Si-Zr復(fù)合涂層的抗氧化性能進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)這兩種涂

2、層的氧化機(jī)理進(jìn)行了分析。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明:以Si粉為原料制備的C-Si復(fù)合涂層，熔覆層中物相為Si和SiC，熔覆層與基體緊密結(jié)合，無(wú)明顯缺陷。以C-Si復(fù)合涂層為過(guò)渡層，在其表面制備的C-Si-Ti復(fù)合涂層，熔覆層主要由Ti5Si3、TiSi2和TiSi組成，在1100℃下氧化生成自愈合性SiO2-TiO2氧化膜，其能封閉住涂層中存在的孔隙和裂紋，使得氧化膜組織致密均勻，能很好的阻斷氧元素向涂層內(nèi)部的擴(kuò)散，但在1300℃下氧化，

3、氧化膜組織受到嚴(yán)重的熱侵蝕，表面氧化膜開(kāi)始出現(xiàn)失效現(xiàn)象，導(dǎo)致涂層抗氧化能力下降。以C-Si復(fù)合涂層為過(guò)渡層，在其表面制備的C-Si-Zr復(fù)合涂層，熔覆層主要由SiC、ZrSi2和ZrSi組成，C-Si-Zr復(fù)合涂層在1100℃和1300℃下氧化10h質(zhì)量變化速率分別為0.866mg/(mm2·h)和0.934mg/(mm2·h)，SiO2-ZrO2在涂層內(nèi)部的增加數(shù)量比較緩慢，其氧化物體積的緩慢增加可以導(dǎo)致氧化膜中應(yīng)力松弛，有利于抗氧化