溶胶-凝胶法制备核壳结构MoSi_(2)@Al_(2)O_(3)颗粒及其形成机理

热应力和氧化生长层会导致热障涂层(TBCs)中微裂纹的萌生和扩展。MoSi_(2)被选为下一代自愈合因子,因为它改善了SiO2的流动性,并在高温下加速了内部裂缝的愈合。本研究采用溶胶-凝胶法实现MoSi_(2)@Al_(2)O_(3)核壳结构,可提高MoSi_(2)在氧化性气氛下的抗预氧化性能。选择异丙醇铝作为铝源,通过正交试验研究了温度、pH值和水铝比对增重的影响,得到了最佳参数。通过XRD、SEM、EDS和TEM方法分析了后处理的影响(包括相组成和微观结构)。结果表明,90℃、pH=4和水铝比200的组合是最佳参数。壳层增重最高可达22%。因为可以改变MoSi_(2)表面的Zeta电位,所以pH值在增重上占据主导地位。在真空炉中热处理3 h后,在1200℃下得到最大厚度(约200 nm)的α-Al_(2)O_(3)壳层。为避免MoSi_(2)的预氧化,后处理应在真空气氛中进行。