MoSi2基耐高溫涂層的制備及性能研究.pdf

1、碳材料在高溫條件下具有很好的物理和力學(xué)性能，但是在高于450℃的氧化條件下會發(fā)生嚴(yán)重的氧化影響其使用性。本文采用氬弧熔覆的方法在碳材料表面制備MoSi2基陶瓷涂層來提高碳材料的高溫抗氧化性能。
　　實(shí)驗(yàn)以Mo粉、Si粉、Al粉和AlN粉為原料，通過氬弧熔覆的方法在碳材料表面制備了MoSi2-Al-SiC、MoSi2-AlN-SiC和MoSi2-Al-AlN-SiC三個體系涂層，其最佳的涂層配比是n(Mo):n(Si):n(Al):

2、n(AlN)=1:2.2:1.0:0.8，其對應(yīng)的最佳工藝參數(shù)是：熔覆電流125A，熔覆速度7.0m/h，熔覆電壓范圍20.9-21.1V，氬氣流量為5.0L/min。利用氧乙炔火焰對n(Mo):n(Si):n(Al):n(AlN)=1:2.2:1.0:0.8涂層抗氧化燒蝕性進(jìn)行了試驗(yàn)，質(zhì)量燒蝕率為2.24mg/mm2·s，與石墨基體相比，其質(zhì)量燒蝕率僅為石墨基體的1/16，利用箱式電阻爐對其1100℃和1300℃氧化10h的高溫抗氧化

3、性進(jìn)行了測試，n(Mo):n(Si):n(Al):n(AlN)=1:2.2:1.0:0.8涂層增重最少，分別為2.8×10-4g/cm2和12.5×10-4g/cm2，涂層具有優(yōu)異的高溫抗氧化性能。
　　通過氬弧熔覆制備的MoSi2基陶瓷涂層，涂層和基體已經(jīng)沒有明顯的界線，部分涂層組織沿著石墨內(nèi)部缺陷滲入到石墨基體中不僅形成機(jī)械結(jié)合，而且由于在涂層中存在Si，在氬弧的熱源作用下涂層和石墨基體的反應(yīng)界面層生成了SiC相形成了冶金結(jié)合

4、。合金元素Al的添加可以消除MoSi2涂層制備過程產(chǎn)生的微裂紋，隨著Al含量增加涂層的潤濕鋪展性變差；陶瓷增強(qiáng)相AlN的添加可以使涂層的成形性變好。
　　Al可以置換MoSi2中的Si，使其的晶格發(fā)生變化，金屬鍵變強(qiáng)，共價(jià)鍵減弱，材料的塑韌性提高，形成抗氧化性能更好的Mo(Si,Al)2。隨著Al含量增加涂層的顯微硬度先減少后增加；AlN具有較高的高溫強(qiáng)度和熱導(dǎo)率，高溫升華分解為Al和氮?dú)?，與MoSi2基體化學(xué)相容，在高溫下能與S