等离子喷涂制备ZrB_2-SiC复合涂层及其静态烧蚀性能 被引量：8

1

作者 王佳文 刘敏 +3 位作者 邓春明 毛杰 韩伟 曾德长 《装备环境工程》 CAS 2016年第3期43-47,共5页

目的提高C/C复合材料的抗静态烧蚀性能。方法利用大气等离子喷涂技术在C/C复合材料表面制备ZrB_2-SiC复合涂层,对其进行1500℃的静态烧蚀实验。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析仪(EDS)对涂层的物相成分、微观形貌... 目的提高C/C复合材料的抗静态烧蚀性能。方法利用大气等离子喷涂技术在C/C复合材料表面制备ZrB_2-SiC复合涂层,对其进行1500℃的静态烧蚀实验。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析仪(EDS)对涂层的物相成分、微观形貌等进行检测分析。结果采用大气等离子喷涂制备的ZrB_2-SiC涂层是由熔融的粉末粒子紧密堆积而成,呈现典型的层状结构,涂层均匀完整地覆盖于C/C基体表面,厚度约为200μm。涂覆有ZrB_2-SiC复合涂层的C/C复合材料试样在1500℃分别氧化2,3,4 h后,试样依旧保持完整,C/C基体未遭受损伤,试样的质量增加率依次为3.39%,2.95%,4.25%。结论采用大气等离子喷涂技术能够在C/C复合材料表面制备出厚度均匀、结构致密的ZrB_2-SiC复合涂层,ZrB_2-SiC复合涂层使C/C复合材料的抗静态烧蚀性能显著提高。 展开更多

关键词 C/C复合材料 zrb2-sic复合涂层 抗高温氧化 等离子喷涂

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C/C复合材料ZrB_2-SiC基陶瓷涂层制备及烧蚀性能研究 被引量：10

2

作者 张天助 陈招科 熊翔 《中国材料进展》 CAS CSCD 2013年第11期659-664,675,共7页

为提高C/C复合材料的抗烧蚀性能,采用两步刷涂-烧结法制备了ZrB2-SiC基陶瓷涂层。首先利用反应烧结制备ZrB2-SiC-ZrC过渡层,并在此基础上制备了ZrB2-20%SiC-5%Si3N4、ZrB2-15%SiC-20%MoSi2、ZrB2-15%SiC-20%TaC 3种外涂层。利用XRD和扫... 为提高C/C复合材料的抗烧蚀性能,采用两步刷涂-烧结法制备了ZrB2-SiC基陶瓷涂层。首先利用反应烧结制备ZrB2-SiC-ZrC过渡层,并在此基础上制备了ZrB2-20%SiC-5%Si3N4、ZrB2-15%SiC-20%MoSi2、ZrB2-15%SiC-20%TaC 3种外涂层。利用XRD和扫描电镜研究了涂层的相组成和显微形貌,并采用氧乙炔焰烧蚀仪测试了涂层在2 500℃、60 s的抗烧蚀性能,探讨了涂层的高温烧蚀机理。结果表明:利用反应烧结制备的过渡层与基体结合紧密,且与外涂层无明显分层现象,起到了良好的过渡作用;由于Si3N4及MoSi2起到了烧结助剂作用,使ZrB2-20%SiC-5%Si3N4、ZrB2-15%SiC-20%MoSi2外涂层结构较为致密;ZrB2-20%SiC-5%Si3N4、ZrB2-15%SiC-20%MoSi2涂层表现出了较好的抗烧蚀性能,其中ZrB2-20%SiC-5%Si3N4涂层线烧蚀率及质量烧蚀率分别为0.075 mm/s、0.008 1 g/s,ZrB2-15%SiC-20%MoSi2涂层线烧蚀率及质量烧蚀率分别为0.018 mm/s、0.0064 g/s,而ZrB2-15%SiC-20%TaC涂层由于结构较为松散,未能起到有效的氧化防护,导致涂层被烧穿。 展开更多

关键词 C C复合材料 zrb2-sic涂层 刷涂法 抗烧蚀

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C/C-SiC复合材料表面ZrB_2基陶瓷涂层的制备及高温烧结机理 被引量：10

3

作者 张响 陈招科 熊翔 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期1-6,共6页

采用刷涂-烧结法,分别在C/C-SiC复合材料和C/C复合材料表面制备了ZrB2基陶瓷复合涂层。利用EDS,SEM分析陶瓷涂层的成分及微观形貌,通过对比C/C-SiC基体和C/C基体的表面涂层,对C/C-SiC基体表面涂层的高温烧结机理进行了探究。结果表明:... 采用刷涂-烧结法,分别在C/C-SiC复合材料和C/C复合材料表面制备了ZrB2基陶瓷复合涂层。利用EDS,SEM分析陶瓷涂层的成分及微观形貌,通过对比C/C-SiC基体和C/C基体的表面涂层,对C/C-SiC基体表面涂层的高温烧结机理进行了探究。结果表明:高温下C/C-SiC基体中的硅组元会溢出,造成样品质量损失;同时,溢出的硅组元能渗入到陶瓷涂层中,形成了以硅为主要黏结相,ZrB2等陶瓷相弥散分布的陶瓷涂层;与C/C基体相比,硅组元的溢出能有效促进涂层与基体之间的界面结合。在对基体进行预处理的基础上,采用低温真空脱胶,高温常压烧结,能够制备出结构致密、无裂纹并与基体结合牢固的ZrB2基陶瓷涂层。 展开更多

关键词 C/C-sic复合材料 zrb2 陶瓷涂层 刷涂法

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超音速等离子喷涂制备ZrB_2-SiC基涂层C/C复合材料的氧化烧蚀性能研究 被引量：6

4

作者 任俊杰 姚西媛 +1 位作者 李克智 姚栋嘉 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期75-80,共6页

采用包埋法、超音速等离子喷涂结合化学气相沉积工艺在C/C复合材料表面制备了SiC/ZrB_2-SiC/SiC复合涂层。借助XRD和SEM等测试手段对所制备复合涂层的微观结构进行表征,采用恒温氧化实验及氧乙炔烧蚀实验考察涂层复合材料的高温抗氧化... 采用包埋法、超音速等离子喷涂结合化学气相沉积工艺在C/C复合材料表面制备了SiC/ZrB_2-SiC/SiC复合涂层。借助XRD和SEM等测试手段对所制备复合涂层的微观结构进行表征,采用恒温氧化实验及氧乙炔烧蚀实验考察涂层复合材料的高温抗氧化和抗烧蚀性能。结果表明,所制备涂层复合材料在900,1100,1500℃均具有较好的高温抗氧化性能,涂层氧乙炔烧蚀60 s后,质量烧蚀率和线烧蚀率分别为-0.05 mg/s和0.56μm/s。表明所制备的ZrB_2-SiC基复合涂层在为C/C复合材料提供良好的抗烧蚀保护的同时,可对材料提供较宽温度范围的抗氧化保护。 展开更多

关键词 炭/炭复合材料 抗氧化 抗烧蚀 zrb2-sic

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高温氧化及热震对SiC/ZrB2-SiC/SiC涂层炭/炭复合材料力学行为的影响 被引量：2

5

作者 姚西媛 冯广辉 李博 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期1-6,共6页

为提高炭/炭(C/C)复合材料的高温抗氧化性能,同时分析涂层制备及高温氧化对涂层材料力学行为的影响,在C/C复合材料表面采用反应熔渗、料浆涂刷结合化学气相沉积工艺制备了SiC/ZrB2-SiC/SiC三层高温抗氧化涂层。利用SEM和XRD分析复合涂... 为提高炭/炭(C/C)复合材料的高温抗氧化性能,同时分析涂层制备及高温氧化对涂层材料力学行为的影响,在C/C复合材料表面采用反应熔渗、料浆涂刷结合化学气相沉积工艺制备了SiC/ZrB2-SiC/SiC三层高温抗氧化涂层。利用SEM和XRD分析复合涂层的微观结构和相组成,考察涂层复合材料1500℃高温抗氧化和1500℃-室温的抗热震性能,研究高温氧化及热震对涂层C/C复合材料力学行为的影响。结果表明,复合涂层试样1500℃静态空气环境下具有优异的抗氧化及抗热震性能:1500℃氧化20 h后试样保持增重,1500℃至室温热震50次后增重为0.69%。因涂层制备过程中粉料的渗入反应,复合材料弯曲强度增长了7.08%。在经历1500℃氧化20 h和1500℃至室温50次热震后,涂层复合材料弯曲强度有所下降,且因材料界面结合力的减弱使得纤维拔出特征明显,材料塑性断裂特征增强。 展开更多

关键词 C/C复合材料 zrb2-sic涂层 抗热震性能 高温氧化 弯曲力学行为

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C_f/ZrB_2-SiC复合材料的制备及抗热冲击性能 被引量：2

6

作者 孙新 李军平 +2 位作者 胡继东 张国兵 冯志海 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期50-54,共5页

采用前驱体转化法制备Cf/ZrB2-SiC复合材料,对材料的热物理和热震性能进行了研究。采用扫描电镜和X射线衍射分析材料的微观结构及物相变化。结果表明:复合材料在1 700℃热震循环10次材料保持完整,表现出了良好的抗热震性能。通过微观结... 采用前驱体转化法制备Cf/ZrB2-SiC复合材料,对材料的热物理和热震性能进行了研究。采用扫描电镜和X射线衍射分析材料的微观结构及物相变化。结果表明:复合材料在1 700℃热震循环10次材料保持完整,表现出了良好的抗热震性能。通过微观结构分析,高温氧化后生成的多孔SiO2氧化层能够吸收热应力,缓解因热震带来的巨大温度差,ZrB2组元的加入有效地提高了材料抗热震性。 展开更多

关键词 CF zrb2-sic复合材料 微结构 抗热震性能

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C/C复合材料表面等离子喷涂ZrB_2基涂层沉积残余应力仿真分析 被引量：2

7

作者 谢玲玲 陈文亮 +2 位作者 牛亚然 郑学斌 黄贞益 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期917-922,共6页

在C/C复合材料表面采用等离子喷涂ZrB_2基陶瓷涂层是提高复合材料抗氧化性能的理想途径。为有效防止热裂纹的产生、设计性能更优的材料,基于数值模拟,通过合理的模型,采用间接顺序热结构耦合,可预测涂层在沉积过程中由于热失配引起的宏... 在C/C复合材料表面采用等离子喷涂ZrB_2基陶瓷涂层是提高复合材料抗氧化性能的理想途径。为有效防止热裂纹的产生、设计性能更优的材料,基于数值模拟,通过合理的模型,采用间接顺序热结构耦合,可预测涂层在沉积过程中由于热失配引起的宏观残余应力的大小和分布。结果表明,径向应力是残余应力的主要表现形式;较厚的粘结层能够有效缓解材料的热物性差异;涂层的厚度为0. 5 mm时能够保证涂层表面不会因为受压而开裂的情况下在界面处的残余应力较小;涂层体系的材质倾向于导热系数较高、热膨胀系数较低的ZrB_2-30%SiC(体积分数)材料,以保证涂层在边缘不会有太大的拉应力而产生翘曲。 展开更多

关键词 C/C复合材料 zrb2基涂层 等离子喷涂 残余应力 数值模拟

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低压等离子喷涂制备ZrB2-TiC复合涂层及其烧蚀性能研究 被引量：1

8

作者 文波 倪立勇 +2 位作者 马康智 杨震晓 曲栋 《装备环境工程》 CAS 2019年第10期16-20,共5页

目的探索低压等离子喷涂制备ZrB2-TiC复合涂层工艺及其烧蚀性能。方法采用喷雾造粒技术制备适用于低压等离子喷涂的ZrB2-TiC球形粉体,再采用低压等离子喷涂技术在高强石墨基体表面制备ZrB2-TiC复合涂层。利用氧-乙炔火焰考核涂层的抗烧... 目的探索低压等离子喷涂制备ZrB2-TiC复合涂层工艺及其烧蚀性能。方法采用喷雾造粒技术制备适用于低压等离子喷涂的ZrB2-TiC球形粉体,再采用低压等离子喷涂技术在高强石墨基体表面制备ZrB2-TiC复合涂层。利用氧-乙炔火焰考核涂层的抗烧蚀性能,采用红外测温仪测试烧蚀过程中涂层的表面温度,分别采用扫描电镜、EDS及XRD分析涂层的表截面形貌、元素及物相。结果ZrB2-TiC复合涂层呈等离子喷涂层状结构特征,内部孔隙率达到10.8%,涂层与高强石墨之间的结合强度约5.4MPa。喷涂后涂层产生了ZrTiB4、ZrTiC2新相。涂层经过2000℃氧乙炔烧蚀5min后,保持完整,未出现裂纹及剥落,烧蚀深度仅为2~5μm。结论采用低压等离子喷涂可在石墨表面制备性能优良的ZrB2-TiC复合涂层,涂层可有效抵御氧乙炔火焰的烧蚀。 展开更多

关键词 低压等离子喷涂 zrb2-TiC 复合涂层 氧乙炔 烧蚀性能

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C_f/ZrB_2-SiC复合材料的高温氧化行为及机理

9

作者 许春来 石晓斌 +2 位作者 高栋 宋扬 张跃 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期71-74,79,共5页

将不同比例的ZrB2和SiC粉体充分混合,并在其中均匀分散短切碳纤维(约2 cm),采用热压烧结工艺制备出具有不同ZrB2/SiC比例的短切碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料。SiC可显著促进ZrB2陶瓷的烧结致密化程度,添加了18 vol%SiC的ZrB2在1 850... 将不同比例的ZrB2和SiC粉体充分混合,并在其中均匀分散短切碳纤维(约2 cm),采用热压烧结工艺制备出具有不同ZrB2/SiC比例的短切碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料。SiC可显著促进ZrB2陶瓷的烧结致密化程度,添加了18 vol%SiC的ZrB2在1 850℃下热压烧结,致密度达96%以上。对该复合材料分别在1 000、1 200及1 400℃下进行静态氧化实验。结果表明,试样在氧化过程中其表面生成的硼硅酸盐玻璃和ZrO2、SiC等物质在表面形成一层有效的保护膜,因而能够有效阻止材料的进一步氧化。同时,随氧化温度升高和时间延长,氧化过程中形成的硼硅酸盐玻璃量增加,可更有效的覆盖材料表面,提高材料抗氧化能力。 展开更多

关键词 zrb2-sic陶瓷基复合材料 碳纤维 抗氧化性能 氧化膜

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高应变率下ZrB2-SiC陶瓷复合材料压缩力学性能实验研究 被引量：2

10

作者 王玲玲 田一雅 +2 位作者 石皓帆 胡周 孔德文 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期517-521,I0004,共6页

采用分离式霍普金森压杆装置,测试了高应变率下ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料的动态压缩力学性能,应变率范围为900s^-1~3000s^-1。结果表明:ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料的动态压缩强度与临界应变均随应变率的增大而增加,2950s^-1时压缩强度与临... 采用分离式霍普金森压杆装置,测试了高应变率下ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料的动态压缩力学性能,应变率范围为900s^-1~3000s^-1。结果表明:ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料的动态压缩强度与临界应变均随应变率的增大而增加,2950s^-1时压缩强度与临界应变比981s^-1时分别增大了88.72%和148.85%;应变率对ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料的动态压缩应力-应变曲线与破坏机理影响显著,应变率为1134s^-1时,ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料破坏模式以裂纹扩展为主,应变率为2861s^-1时,多裂纹扩展为该材料的主要破坏机理;应变率越高,试件的损伤程度越大,压缩试件碎片尺寸越小,压缩应力-应变曲线的非线性越明显。 展开更多

关键词 zrb2-sic陶瓷复合材料 应变率 动态压缩强度 临界应变 破坏机理

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纳米和微米ZrB_(2)-SiC粉末对涂层抗烧蚀性能的影响

11

作者 张一 李文生 安国升 《兰州交通大学学报》 CAS 2023年第4期113-119,共7页

310S耐热不锈钢因具有抗氧化、耐腐蚀等优良性能的同时,亦具有良好的耐高温性能,在工业中得到较为广泛的应用。但在高温高速焰流冲刷等极端环境下的氧化失效限制了其实际应用。表面涂层技术是提升基体耐高温、耐烧蚀能力的有效手段。选... 310S耐热不锈钢因具有抗氧化、耐腐蚀等优良性能的同时,亦具有良好的耐高温性能,在工业中得到较为广泛的应用。但在高温高速焰流冲刷等极端环境下的氧化失效限制了其实际应用。表面涂层技术是提升基体耐高温、耐烧蚀能力的有效手段。选用纳米团聚粉末和常规微米ZrB_(2)-SiC粉末,利用超音速等离子喷涂在310S耐热不锈钢基体上制备以CoCrAlYTa为粘结层、ZrB_(2)-SiC为陶瓷层的复合涂层,对两种涂层分别进行了氧-乙炔高温烧蚀试验。采用XRD、EDS、SEM分析涂层组织结构。结果表明:纳米团聚粉末(n-ZS)涂层表面孔隙和微裂纹较微米商用粉末(m-ZS)涂层大幅减少,涂层更为致密;m-ZS涂层的耐烧蚀时长达600 s,较n-ZS涂层耐烧蚀时长提升12倍左右。 展开更多

关键词 超音速等离子喷涂 zrb_(2)-sic复合涂层 抗烧蚀性能

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不同Ni60-SiC比例及厚度等离子熔覆层的组织及性能 被引量：6

12

作者 潘成刚 王华昌 +1 位作者 王洪福 周家林 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期53-55,共3页

为了提高热锻模具的使用寿命,以W6Mo5Cr4V2为模具钢,在其表面通过等离子熔覆制备了Ni60-SiC金属陶瓷层。用X射线衍射仪对不同Ni60-SiC配比及厚度的熔覆层进行了物相鉴定;用光学显微镜对熔覆层的显微组织进行了分析,用维氏硬度计测定了... 为了提高热锻模具的使用寿命,以W6Mo5Cr4V2为模具钢,在其表面通过等离子熔覆制备了Ni60-SiC金属陶瓷层。用X射线衍射仪对不同Ni60-SiC配比及厚度的熔覆层进行了物相鉴定;用光学显微镜对熔覆层的显微组织进行了分析,用维氏硬度计测定了熔覆层的显微硬度。结果表明:熔覆层厚度为3mm、Ni60-25% SiC混合粉末所得熔覆层具有最好的冶金结合和最佳的显微硬度。 展开更多

关键词 等离子熔覆 Ni60-sic复合涂层 W6MO5CR4V2钢 显微组织 显微硬度 结合强度

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