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碳碳復合材料復合涂層體系

碳碳復合材料復合涂層體系

    從抗氧化涂層的要求上看, 單一涂層是無法滿足c/C復合材料抗氧化的要求, 所以必須選用復合涂層, 各層之間相互協調、 相互彌補。 一般情況下, —個完整的涂層體系由以下三方面組成。

(1)氧阻擋層。 氧阻擋層的作用是防止氧的侵入, 因而該層應具有氣體滲透率低的特點。 目前最有效的非氧化物氧阻擋層是SiC和si3N一, 它們在氧化時都可生成SiO: , 其中的Si, N。 的氧化要比SiC慢得多, 并能生成Si2N: O。 , 它比SiO。 具有更低的氧擴散速率, 所以被看做是C/C復合材料抗氧化涂層中最有前途的氧阻隔材料。

(2)功能活性層。 為了保汪c/c復合材料在高溫下能長期使用, 在抗氧化涂層的氧阻隔層下還要有一層功能活性層, 其作用是, 當氧阻擋層產生裂紋時, 能夠對裂紋起到封填作用。 B: O, 在600~1 100℃下具有很好的流動性, 能夠有效地起到封填作用, 但B如, 在1100℃時有很強的揮發性, 使其最高的使用溫度限制在1 100℃。 si0: 在1800℃時仍保持非常穩定的特性, 但其流動性差, 不能達到封填裂紋的作用。 B4C與氧反應可生成B'o。 和CO: , 能夠有效地起到封填作用, 可作為功能活性層來使用, 但其不足之處是反應過程中有氣體產生, 影響了涂層與基體的結合性。 近年來主要以TiB: 和Si, B。 作為功能活性層來使用。

(3)黏結層。 黏結層的作用是減小涂層與基體之間的熱膨脹系數(CET)的不匹配程度, 阻止基體碳向外擴散, 阻止基體碳與涂層l’ 日J的化學反應。最常見的黏結層為SiC和Si3N。 。 其中Si, N。 的CET更接近C/C復合材料。更多碳碳復合材料信息可查看http://www.zjxycs.cn

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