CVD沉积工艺对SiC涂层结晶度与耐腐蚀性能的影响

作者：刘桂良; 何宗倍; 王梓璇; 张瑞谦; 王继平^*

来源：复合材料科学与工程, 2021, (03): 71-77.

DOI：10.19936/j.cnki.2096-8000.20210328.011

• SiCf/SiC
• 复合材料
• 耐腐蚀性
• SiC涂层
• 化学气相沉积
• 结晶度

通过化学气相沉积(CVD)SiC涂层来提高SiCf/SiC复合材料的耐腐蚀性能,本文以CH3SiCl3(MTS)为源气体,在反应烧结SiC基体上制备SiC涂层,控制沉积温度、炉压及H2/MTS摩尔比等工艺参数,通过X射线衍射实验(XRD)得到不同工艺条件下生成的碳化硅涂层的物相组成和结晶度,通过高温水腐蚀实验检测涂层的耐腐蚀性,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察腐蚀前后的表面形貌。结果表明:当沉积时间为8 h,沉积温度从1050℃到1250℃,β-SiC涂层表面平整性提高,沉积厚度由12.97μm急剧增加至71.10μm, SiC晶粒尺寸逐渐增大,最终呈金字塔状;碳化硅涂层腐蚀60 d后,表面呈现针状结构,1250℃下沉积的SiC涂层耐腐蚀性能较好;β-SiC涂层的晶粒尺寸随沉积炉压的增大而增大,结晶度随沉积炉压增大而减小,在200 Pa以下,获得的β-SiC晶粒的结晶度最高(81.08%)、晶粒尺寸最小(13.7 nm);随着H2/MTS摩尔比增加,β-SiC晶粒结晶度迅速下降,当H2/MTS=6.5时,结晶度最高(95.91%)。

• 单位
  金属材料强度国家重点实验室; 中国核动力研究设计院; 西安交通大学