C/SiC复合材料抗热震涂层制备及失效机制研究

稀有金属, 2016, 40(12): 1214-1219. doi: 10.13373/j.cnki.cjrm.XY15061801

C/SiC复合材料抗热震涂层制备及失效机制研究

靳磊 ^1, , 崔向中 ^2, , 王纯 ^3, , 周海滨 ^4, , 周国栋 ^5, , 杨璟 ^6,

1.北京航空制造工程研究所高能束流加工技术重点实验室,北京,100024

2.北京航空制造工程研究所高能束流加工技术重点实验室,北京,100024

3.北京航空制造工程研究所高能束流加工技术重点实验室,北京,100024

4.北京航空制造工程研究所高能束流加工技术重点实验室,北京,100024

5.北京航空制造工程研究所高能束流加工技术重点实验室,北京,100024

6.北京航空制造工程研究所高能束流加工技术重点实验室,北京,100024

基金项目: 中国航空工业集团公司预研基金项目(580362546)资助

关键词： C/SiC复合材料 , 抗热震涂层 , BSAS涂层 , YSZ涂层 , ScYSZ涂层

Preparation of Thermal Shock Resistance Coatings on C/SiC Composites and Failure Mechanisms

Keywords： C/SiC composite materials , thermal shock resistance coatings , BSAS coatings , YSZ coatings , ScYSZ coatings

在C/SiC材料上制备环境障碍涂层是对C/SiC高温防护的有效解决办法.利用化学共沉积法制备BaO-SrO-Al2O3-SiO2(BSAS),ZrO2-Y2O3 (YSZ),Sc2O3-ZrO2-Y2O3 (ScYSZ)粉末材料,然后采取相同的等离子喷涂工艺参数在C/SiC复合材料表面制备3种抗热震(水淬)涂层.本文主要涉及到抗水淬涂层结构设计、0.2 mm厚涂层的抗水淬性能、4种不同厚度涂层的抗水淬能力、涂层失效机制等研究内容.研究结果表明:C/SiC复合材料上0.2 mm厚的抗水淬涂层,在1600℃下其抗水淬能力强弱为ScYSZ(24次)＞YSZ(22次)＞BSAS(21次).0.2,0.3,0.5及0.6 mm4种不同厚度对涂层的抗水淬能力影响规律表明:厚度为0.2 mm时涂层具有最优的抗水淬性能.并探讨了涂层的失效机制:BSAS,YSZ,ScYSZ 3种涂层,其YSZ相稳定性最差,BSAS作为单一的抗热震层其应力最大.BSAS+ ScYSZ复合涂层应力最小、相稳定、抗水淬能力最强.

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