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常压化学气相沉积ZrC涂层动力学与组织结构
  • ISSN号:1672-7207
  • 期刊名称:中南大学学报(自然科学版)
  • 时间:2011.7.7
  • 页码:1912-1917
  • 分类:TQ013[化学工程]
  • 作者机构:[1]中南大学粉末冶金国家重点实验室,湖南长沙,410083
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(2011CB605805); 国家自然科学基金委员会创新研究群体科学基金资助项目(51021063); 国家自然科学基金资助项目(50872154); 中国博士后基金资助项目(20070420822)
  • 相关项目:特种粉末冶金材料应用基础研究
中文摘要:

以ZrCl4-CH4-H2-Ar为反应体系,采用常压化学气相沉积(APCVD)法在1 473~1 873 K制备ZrC涂层,用X线衍射和扫描电镜分析涂层的相成分、ZrC晶粒择优生长及微观形貌,研究ZrC涂层沉积动力学和涂层组织结构。研究结果表明:随沉积温度的升高,APCVD ZrC涂层的沉积速率增大,ZrC微晶表观尺寸也相应增大;1 473~1 673 K沉积时,化学气相沉积过程的表观活化能为71.69 kJ/mol,沉积过程由化学动力学控制;1 673~1 873 K沉积时,过程的表观活化能为14.28 kJ/mol,沉积过程由扩散控制。沉积温度由1 473 K上升至1 673 K时,ZrC晶粒的择优生长取向由-220-转变为-200-,ZrC涂层组织为典型的针状晶结构,涂层较疏松、粗糙;1 873 K沉积时,ZrC晶粒呈短柱状,ZrC涂层致密平整,且沉积速率最高。

英文摘要:

ZrC coating was prepared by atmospheric pressure chemical vapor deposition(APCVD) with ZrCl4-CH4-H2-Ar chemical system at different temperatures.X-ray diffractometry(XRD) and scanning electron microscopy(SEM) were used to analyze phase composition,crystalline preferred orientation,and micro-morphology of ZrC coating.The influences of temperature on deposition kinetics and microstructure were also studied.The results show that with temperature increasing,the deposition rate and crystalline size of ZrC coating correspondingly increase.The apparent activated energy is 71.69 kJ/mol,and chemical kinetics is the controlling mechanism at 1 473?1 673 K.However,the apparent activated energy changes to 14.28 kJ/mol and the process is controlled by diffusion at 1 673? 1 873 K.From 1 473 to 1 673 K,ZrC coating is porous and roughness,crystalline preferred orientations change from to,and microstructure of ZrC coating is typical needle-like.When temperature rises up to 1 873 K,crystalline shows short-column,coating is compact as well as smooth,and deposition rate is highest.

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期刊信息
  • 《中南大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中南大学
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南长沙中南大学校本部
  • 邮编:410083
  • 邮箱:zngdxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88879765
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7207
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1426/N
  • 邮发代号:42-19
  • 获奖情况:
  • 首届全国优秀科技期刊评比一等奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,首届中国有色金属工业优秀科技期刊评比一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:20874