包埋法制备碳/碳复合材料碳化硅涂层缺陷的形成机制及控制

用包埋法在碳/碳(C/C)复合材料表面制备了碳化硅(SiC)涂层及改性涂层。用扫描电镜观察涂层的微观形貌。从理论上探讨了涂层缺陷的形成机制,分析了改性剂对SiC涂层形貌、晶粒尺寸的影响。结果表明:添加改性剂后,涂层晶粒变小,涂层致密,表面未出现裂纹,断面孔洞的数量减少,尺寸减小。在1773K的抗氧化性比未添加改性剂涂层的显著提高。

化学气相沉积碳化硅涂层缺陷形成的机制及控制

利用扫描电镜对化学气相沉积碳化硅防氧化涂层的表面和断口进行观察,探讨了涂层裂纹、涂层网状缺陷和涂层面缺陷的形成机理。从涂层沉积工艺角度出发,对涂层缺陷控制进行探索,慢速沉积对上述涂层缺陷,特别是面缺陷的控制有显著效果,能获得无面缺陷的多层涂层。氧化实验结果表明:具有慢沉积多层涂层的三维C/SiC在1 300 ℃空气中表现为缓慢的氧化质量增加。

石墨与稻壳灰制取的碳化硅涂层特性

研究了稻壳灰与不同孔隙度石墨在（１６５０±５０）℃反应生成碳化硅涂层的特性．涂层的厚度和密度随加温时间的延长而增大，高孔隙的电极石墨，其涂层的界面结合强度和抗热震性优于低孔隙的高纯石墨；涂层的抗氧化烧蚀则后者优于前者．Ｘ射线衍射分析表明，涂层为β晶型碳化硅，用Ｘ６５０扫描电镜观察，碳化硅涂层呈网状结构．

碳化硅涂层的离子注入改性

在SiC涂层表面注入Al3+,B3+,Si4+,观察3种离子注入对涂层表面裂纹的封填情况,分析离子注入后涂层表面的相组成,考核离子注入对SiC C/SiC材料抗氧化性能的影响。在1 300℃模拟空气中氧化15 h后,注入Al3+的复合材料的氧化质量损失比未经涂层改性的降低了0.3%,形成的玻璃氧化层中气泡和孔洞少,对涂层裂纹的封填效果较好但覆盖不均匀。注入B3+的复合材料的氧化质量损失比未经涂层改性的降低了0.1%,形成的玻璃氧化层的流动性好且覆盖均匀,但其表面多气泡和孔洞,破坏了玻璃氧化层对涂层裂纹的封填作用。注入Si4+的复合材料的氧化质量损失同注入B3+的试样基本相当,但是其氧化质量损失有增大趋势,表明Si4+的注入对改善材料的抗氧化性能无积极作用。

碳化硅涂层的离子注入沉积改性

采用全方位离子注入和沉积(PlasmaImmersionIonImplantationandDeposition,PIII&D),在SiC涂层表面形成注入沉积改性层(改性元素Al和Si),观察了离子注入和沉积对涂层表面裂纹的封填情况,分析了离子注入和沉积后涂层表面的相组成,考核了离子注入和沉积对SiC-C/SiC材料抗氧化性能的影响。实验结果表明:注入Al再注入沉积Si改性后显著降低复合材料在1300℃空气中的氧化质量损失,提高了复合材料的抗氧化能力,边注入边沉积Al和同时全方位沉积Al和Si改性对复合材料抗氧化性能改善作用较小,边注入边沉积Si改性改善复合材料抗氧化性能的作用最小。

碳化硅涂层防刺织物的制备及防刺性能的研究

为了提高芳纶无纬布的防刺性能,采用碳化硅表面涂覆的方式制备防刺涂层织物。选择碳化硅粉体粒径、质量比和搅拌温度设计三因素四水平的正交试验,确定了最佳的碳化硅分散液的制备工艺——碳化硅粉体粒径为30μm、m_(sic)∶m_(水)∶m_(乙二醇)为2∶1∶1、搅拌温度为35℃。对涂层织物进行准静态和动态穿刺试验,探究碳化硅粉体粒径、涂层厚度和涂层结构对涂层织物防刺性能的影响,结果表明:防刺性能随着碳化硅粉体粒径和涂层厚度的增加呈现先增大后减小趋势;当碳化硅粒径为30μm、涂层厚度为75μm时,织物单位克重刺破强力达到最大值503 N/g,相较于未涂覆涂层织物提高了302%;面密度都为8.1 kg/m^(2)的18层碳化硅涂层织物结构和16层芳纶无纬布+9层碳化硅涂层织物结构均可实现有效防刺,较未涂覆结构面密度降低了10%。

退火温度对碳化硅涂层微观结构与形貌的影响

采用射频磁控溅射技术,在锆合金基体上制备厚度约为1.8μm的SiC涂层,对其在不同温度下进行退火处理。利用SEM和AFM对微观形貌进行分析,讨论不同温度对SiC涂层表面形貌的影响,利用XRD对涂层的结构进行研究。结果表明:随着退火温度从400℃升高到800℃,涂层表面粗糙度呈现先减小后增大的趋势,其中在600℃时表面粗糙度最小,为0.122μm;退火温度低于600℃时,SiC涂层不会出现晶态转变,当温度高于700℃时涂层开始出现非晶态向晶态的转变,XRD衍射图谱中开始出现SiC对应的衍射峰,且随着退火温度的升高,涂层的晶化程度进一步增大。

用稻谷壳制取石墨碳化硅涂层及碳硅化合物

本发明的目的是提供一种用稻壳制取石墨SiC涂层,同时产生β—SiC晶须、β—SiC细粉的技术。 所用原料为稻壳。先将稻壳作焦化处理(或用发电厂烧过的焦稻壳)。焦化处理温度为600～650℃,时间1～1.5小时,温度不得超过700℃,以防稻壳焦化后。

碳化硅涂层在单晶硅用炭/炭热场材料中的应用及研究进展

碳化硅涂层是目前解决单晶硅生产用炭/炭热场材料高温侵蚀的有效手段之一,本文介绍了碳化硅涂层的制备技术及优缺点,综述了碳化硅涂层在炭/炭热场材料领域的应用及研究进展,对炭/炭热场材料高温抗侵蚀涂层的发展提出了建议和方向。

碳纤维涂层碳化硅高温抗氧化性能研究

碳纤维材料以其良好的性能,在树脂基、陶瓷基、金属基等复合材料中得到了广泛的应用,但高温下容易被氧化,并严重的限制了碳纤维的应用范围。本文利用扫描电镜、透射电镜、电子探针、X射线光电子能谱分析、热重分析等对涂层碳纤维进行了高温(800℃)抗氧化性研究,得到了涂层的成分为SiC,通过可控气氛炉得到涂层碳纤维800℃高温下失重率与时间呈现抛物线规律变化,同时与无涂层碳纤维的氧化失重曲线相比发现:此涂层碳纤维在高温下具有一定的抗氧化性。

碳化硅涂层能改善反应堆材料的性能

麻省理工学院的核反应堆研究所的研究人员发现涂层材料能够对反应堆提供更好的安全性、减少维护，并能在工业运行的条件下允许铀燃料更充分地反应。由于碳化硅（SiC）在高温下具有超凡的强度、与水和蒸汽的超低的反应活性、超低的中子吸收特性、

化学气相反应法制备SiC涂层

采用化学气相反应法,以3种不同工艺在C/C复合材料表面制备了SiC涂层,并检测了其抗氧化性能。以工业用Si和辅助剂SiO2为原料,在高温、惰性环境中反应产生SiO蒸气,将其引入反应室与C/C复合材料在不同温度下进行气相反应,在试样表面生成一层致密的SiC涂层。X射线衍射分析表明:涂层是由βSiC组成。从试样截面的扫描电镜可知:不同工艺制得的SiC涂层界面过渡带颗粒的微观形貌各异。经最优工艺制备的涂层过渡带很窄,有βSiC纳米晶须生成,且其抗氧化性能最佳。

低温化学气相沉积SiC涂层显微结构及晶体结构研究

在CH_3SiCl_3-H_2体系中,采用化学气相沉积法(CVD)在1000～1300℃制备了SiC涂层。研究了SiC涂层的沉积速率和温度之间的关系,发现低温化学气相沉积SiC为动力学控制过程,反应的表观活化能为85～156 kJ/mol。SiC涂层的外观颜色及涂层表面的显微结构随沉积温度变化而呈现规律的变化:当沉积温度<1150℃时,SiC涂层的外观颜色为银白色,涂层表面致密、光滑;当温度≥1150℃时,SiC涂层外观颜色逐渐变暗,涂层表面变得疏松、粗糙。利用XRD分析了不同沉积温度下SiC涂层的晶体结构,随着温度的升高,SiC涂层的结晶由不完整趋向于完整;当沉积温度≥1150℃,SiC涂层的XRD谱图中除了β-SiC外还出现了少量α-SiC。

C/C复合材料SiC涂层强冲蚀环境的烧蚀性能研究

采用低压化学气相沉积法在碳纤维增强碳基(C/C)复合材料表面制备了碳化硅(Si C)涂层,借助XRD与SEM对Si C涂层的微观结构进行了分析,采用划痕仪测试了Si C涂层的结合力,研究了涂覆涂层后的C/C复合材料在强冲蚀条件下的烧蚀性能,分析了Si C涂层在强冲蚀条件下的失效机理.结果表明:LPCVD法制备的Si C涂层结构完整,无裂纹,无缺陷;涂层的结合力较弱,为5N;C/C复合材料烧蚀600s后涂层大部分区域保持完好,冲刷最强位置涂层遭到破坏;机械剥蚀是在强冲蚀条件下Si C涂层失效的主要原因。

Mg-3Sn合金表面高导热耐腐蚀SiC_x涂层研究

高导热耐腐蚀涂层在轻质镁合金散热器件中的应用具有重要的意义。研究了Mg-3Sn合金表面磁控溅射SiC薄膜的组织结构、导热及耐腐蚀性能。结果表明,Mg-3Sn镁合金表面磁控溅射SiCx薄膜为非晶态。相对于经盐雾实验后的Mg-3Sn合金基体,在25和100℃条件下,经SiCx涂覆的Mg-3Sn材料腐蚀后的热导率分别提高23和16W/(m.K),且具有良好的耐腐蚀性能。

反应法制备SiC涂层组成与结构

采用反应法在C/SiC复合材料表面制备SiC致密涂层,利用XRD分析涂层的组分及晶体结构,利用扫描电镜及金相显微镜观察涂层的断口及表面形貌,并对涂层形成过程进行了分析。结果显示:涂层主要由SiC及少量的游离Si组成,致密不开裂的SiC涂层与C/SiC复合坯体之间有很好的梯度过渡结构;相反,涂层与坯体之间如果没有形成过渡层,涂层会因热残余应力过大而开裂;反应法制备不开裂SiC涂层与CVDSiC涂层有很好的热匹配性,同时在其表面制备的CVDSiC涂层无点缺陷。

CVD SiC涂层的致密化工艺研究

研究了复合材料表面 CVD Si C涂层的制备工艺 ,并对涂层的表面致密化性能进行分析。在不同的工艺条件下制备 Si C涂层 ,探讨了温度、载气流速、时间等因素对涂层的影响。利用扫描电镜和 X-射线衍射仪 ,对涂层晶型进行分析 ,讨论不同条件下 Si C的结晶形态 ,从而得出制备致密涂层的较好工艺。

离子束混合沉积C-SiC涂层的阻氢特性研究

对离子束混合技术制备的C SiC阻氢涂层进行了SEM形貌观察 ,比较了在相同组分的C SiC靶材下采用不同的Ar+ 离子轰击剂量 ,在相同的Ar+ 离子轰击剂量下采用不同组分的C SiC靶材所制备涂层的表面形貌特征 ,并由二次离子质谱 (SIMS)分析了C SiC涂层的阻氢性能 .结果表明 ,所制备C SiC涂层的表面形貌与靶材组分以及Ar+ 离子轰击剂量有关 ,不同的形貌特征对涂层的阻氢性能影响不同 .

CVD生长SiC涂层工艺过程的正交分析研究

为了在C/C材料表面可靠地制备SiC抗氧化涂层 ,针对CVD工艺特点 ,采用正交设计方法对MTS +H2 体系制备SiC工艺过程进行了全面系统的研究 ,在对沉积过程现象进行观察分析的基础上 ,计算了 6种工艺因素对SiC -CVD过程影响的方差 ,对各自影响的显著性进行了分析 ,并讨论了所属的 2 1种工艺条件对沉积结果的影响。