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C_f/SiC复合材料表面LaMgAl_(11)O_(19)/Er_2Si_2O_7涂层的制备和抗氧化性能研究
  • ISSN号:1671-4431
  • 期刊名称:《武汉理工大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB35[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉430070, [2]中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室,长春130022, [3]中国科学院上海硅酸盐研究所无机涂层材料重点实验室,上海200050
  • 相关基金:国家自然科学基金(51472235); 中国科学院特种无机涂层重点实验室开放基金(KLICM-2014-02)
中文摘要:

采用高温固相反应法合成Er_2Si_2O_7和LaMgAl_(11)O_(19)(LMA)粉末,用大气等离子喷涂(atmospheric plasma spraying,APS)方法在碳纤维增强的碳化硅复合材料(Cf/SiC)基体表面依次制备Si或Er_2Si_2O_7和LMA涂层,形成LMA/Er_2Si_2O_7和LMA/Er_2Si_2O_7/Si两种结构的抗氧化涂层,探索了LMA和Er_2Si_2O_7在高温下的化学相容性以及涂层在静态空气中对基体的抗氧化保护性能。研究结果表明,两种涂层对基体都有良好的抗氧化保护作用;Si涂层对基体表面的微孔起密封作用,降低了氧气的渗透率,因此LMA/Er_2Si_2O_7/Si涂层的性能比LMA/Er_2Si_2O_7更好;Er_2Si_2O_7和LMA在1 200℃以上开始发生轻微的化学反应而使涂层的稳定性降低,涂层的抗氧化性能也下降,1 400℃以上反应迅速,涂层的稳定性也迅速下降。APS技术制备的涂层,其结构均匀且与基体结合良好。随着温度的升高,循环热震10次后,涂层的裂纹逐渐增多,但均未出现脱落,显著提高了C_f/SiC复合材料的高温抗氧化性能。

英文摘要:

Er_2Si_2O_7 and LaMgAl_(11)O_(19)(LMA)powders were synthesized by the solid-state reaction,and these powders were deposited onto carbon fiber reinforced composite substrates(C_f/SiC)by atmospheric plasma spraying(APS)to fabricate LMA/Er_2Si_2O_7 coatings with or without Si bond layer.The chemical compatibility of Er_2Si_2O_7 and LMA,and oxidation protection performance of coatings at high temperatures were investigated.The experimental results indicate that both LMA/Er_2Si_2O_7 and LMA/Er_2Si_2O_7/Si coatings behave good for the oxidation-resistance of composite substrates.Si bond layer could effectively cover micro-pores in the surface layer of substrates,leading to the reduction of oxygen diffusion into substrates at high temperatures,and therefore the coating LMA/Er_2Si_2O_7/Si has a better oxidation-resistance than LMA/Er_2Si_2O_7.The partial reaction between Er_2Si_2O_7 and LMA occurred above 1 200 ℃,giving rise to the instability and reduction of oxidation-resistance of coatings.Coatings made by APS exhibit a homogeneous structure and bond well to the substrate.With the increase of temperature,cracks in coatings increased gradually after 10 cycles of thermal shock.The oxidation-resistance of composite substrates at high temperature was significantly improved by the coatings.

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期刊信息
  • 《武汉理工大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国教育部
  • 主办单位:武汉理工大学
  • 主编:周祖德
  • 地址:武昌珞狮路122号
  • 邮编:430070
  • 邮箱:whlgdxxb@whut.edu.cn
  • 电话:027-87651953 87397739
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-4431
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1657/N
  • 邮发代号:38-41
  • 获奖情况:
  • 全国建材优秀科技期刊,湖北高校先进学报期刊编辑部,湖北科技期刊编辑学会先进集体
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),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),英国英国皇家化学学会文摘
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