本文選題：石墨 + 抗氧化涂層�。� 參考：《山東理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：石墨及其復(fù)合材料憑借其優(yōu)異的物理化學(xué)性能在冶金、機(jī)械、化工、航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著科技的不斷發(fā)展對(duì)石墨材料的性能提出了更高的要求。但是由于石墨材料在高溫含氧的氣氛下極易被氧化,嚴(yán)重影響了石墨材料在高溫下的使用性能。因此,在石墨材料表面制備抗氧化涂層,阻止氧氣在高溫下向石墨基體內(nèi)部的擴(kuò)散,以延長(zhǎng)石墨材料在高溫含氧氣氛下的使用壽命成為主要研究方向。本文綜合評(píng)述了利用凝膠凝膠法、化學(xué)氣相沉積法、料漿法等方式在石墨基體表面制備抗氧化涂層的研究現(xiàn)狀以及存在的問題,并提出了主要的研究方向。通過利用化學(xué)氣相沉積和料漿法相結(jié)合的方式在石墨基體表面制備SiC/Si_3N_4復(fù)合涂層。首先采用化學(xué)氣相沉積法在石墨材料表面制備一層SiC涂層,討論了沉積溫度、沉積時(shí)間、混合氣體流量等工藝參數(shù)對(duì)SiC涂層致密化和抗氧化性能的影響。然后利用料漿法在石墨材料表面制備單一的SiC涂層,重點(diǎn)討論了燒結(jié)溫度對(duì)SiC涂層致密化和抗氧化性能的影響。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了燒結(jié)溫度對(duì)利用料漿法在SiC涂層表面制備的Si_3N_4涂層微觀形貌和致密性的影響以及對(duì)石墨/SiC/Si_3N_4復(fù)合材料致密化和抗氧化性能的影響。研究結(jié)果表明,沉積溫度直接影響著沉積速度的快慢以及SiC晶粒的尺寸。此外,沉積溫度對(duì)涂層的形貌、強(qiáng)度等性能有很大的影響。在900℃~1200℃的沉積溫度區(qū)間內(nèi),隨著沉積溫度的升高,沉積的速度越快,SiC涂層的厚度逐漸增大,由11.72μm(900℃)增大到14.70μm(1200℃),SiC涂層與石墨基體之間的結(jié)合更加緊密。樣品在1200℃靜態(tài)空氣中氧化20h后其氧化失重率從21.21%下降到13.87%。三氯甲基硅烷(MTS)+H_2混合氣體流量對(duì)SiC顆粒的形貌和晶粒尺寸有較大的影響。當(dāng)混合氣體流量由80L/h加大至140L/h時(shí),SiC涂層顆粒尺寸增大,涂層表面致密光滑,但混合氣體流量過大會(huì)產(chǎn)生過飽和現(xiàn)象,晶粒過多,涂層表面粗糙度增加。樣品的硬度隨著混合氣體流量的升高從1.18GPa升高到1.31GPpa后降低到1.27GPa。當(dāng)混合氣體流量為120L/h時(shí)氣孔率達(dá)到最低值,為25.54%。樣品的氧化失重曲率在混合氣體流量為120L/h時(shí)達(dá)到最低值,為13.87%。沉積時(shí)間主要影響著涂層的厚度與SiC顆粒的尺寸。當(dāng)沉積溫度為1200℃,氬氣流量為120L/h,混合氣體流量為120 L/h時(shí),隨著沉積時(shí)間由2h延長(zhǎng)到6h,SiC涂層厚度由13.64μm增大到80.70μm。樣品的氣孔率從18.54%降低到9.32%,顯微硬度由0.83GPa升高的1.96GPa,樣品在1200℃的氧化氣氛中氧化20h后的氧化失重率由13.87%下降到6.23%。利用料漿法制備的SiC涂層隨著燒結(jié)溫度的升高,樣品的氣孔率呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì),由1550℃下氣孔率為43.4%先降低到1650℃下氣孔率為29.82%后升高到1750℃下氣孔率為32.56%。樣品的氧化失重曲率隨著燒結(jié)溫度的升高逐漸下降,當(dāng)下降到燒結(jié)溫度為1650℃時(shí)達(dá)到最低值,為39.25%。利用料漿法制備的Si_3N_4涂層有效的提高了樣品的抗氧化能力,使得利用料漿法制備的帶有單一SiC涂層樣品的氧化失重曲率從39.25%降低到27.31%;使得利用化學(xué)氣相沉積法制備的帶有單一SiC涂層樣品的氧化失重曲率從13.87%降低到5.85%。
[Abstract]:The effects of sintering temperature on the densification and oxidation resistance of SiC coatings were studied by chemical vapor deposition and chemical vapor deposition . such that the redox curvature of the sample with a single sic coating prepared by the chemical vapor deposition method decreased from 13.87 % to 5.85 % .
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB306

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1973021