SiC-Al2O3-SiO2复合陶瓷涂层组织结构及抗烧蚀性能研究

作者：孙世杰; 马壮^*; 柳彦博; 刘玲; 高丽红; 朱时珍

来源：表面技术, 2019, 48(04): 40-47.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.04.006

• SiC-Al2O3-SiO2复合陶瓷涂层
• 大气等离子喷涂
• 氧乙炔
• 抗氧化烧蚀
• 莫来石

目的提高C/C复合材料的抗氧化性能。方法采用大气等离子喷涂在C/C复合材料表面制备SiC-Al2O3-SiO2(SAS)复合陶瓷涂层,并选用氧-乙炔在1500℃对涂层进行抗氧化烧蚀性能考核。利用XRD、SEM、EDS等检测分析手段,对团聚粉末和球化粉体以及烧蚀前后涂层的成分及组织进行检测。结果经过等离子球化处理后,三种粉体流动性为90 s/50 g左右,粉末松装密度为1 g/cm3左右。与团聚的SiC-Al2O3-SiO2粉体相比,粉末流动性提升了20%左右,松装密度提高了20%,更加适宜等离子喷涂工艺。采用球化处理SiC-Al2O3-SiO2粉体制备得到的涂层组织明显优于采用团聚粉体制备的涂层,涂层致密区域明显增大,内部缺陷数量和尺寸减少。在1500℃烧蚀600s后,SiC-36%Al2O3-4%SiO2涂层具有最佳的抗烧蚀效果,涂层整体完整,质量烧蚀率为1.62×10-4 g/s。结论 SiC-Al2O3-SiO2体系解决了等离子喷涂制备SiC涂层过程中沉积率低、SiC分解的问题。SiC-Al2O3-SiO2涂层具有良好的抗氧化烧蚀效果,烧蚀过程中SiO2和Al2O3形成的莫来石相具有良好的高温稳定性、抗热震性以及较低的热膨胀率和氧扩散率,可以进一步提高涂层的抗氧化烧蚀效果。

• 单位
  北京理工大学