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碳碳復(fù)合材料復(fù)合涂層體系
從抗氧化涂層的要求上看, 單一涂層是無法滿足c/C復(fù)合材料抗氧化的要求, 所以必須選用復(fù)合涂層, 各層之間相互協(xié)調(diào)、 相互彌補(bǔ)。 一般情況下, —個(gè)完整的涂層體系由以下三方面組成。
(1)氧阻擋層。 氧阻擋層的作用是防止氧的侵入, 因而該層應(yīng)具有氣體滲透率低的特點(diǎn)。 目前最有效的非氧化物氧阻擋層是SiC和si3N一, 它們在氧化時(shí)都可生成SiO: , 其中的Si, N。 的氧化要比SiC慢得多, 并能生成Si2N: O。 , 它比SiO。 具有更低的氧擴(kuò)散速率, 所以被看做是C/C復(fù)合材料抗氧化涂層中最有前途的氧阻隔材料。
(2)功能活性層。 為了保汪c/c復(fù)合材料在高溫下能長期使用, 在抗氧化涂層的氧阻隔層下還要有一層功能活性層, 其作用是, 當(dāng)氧阻擋層產(chǎn)生裂紋時(shí), 能夠?qū)α鸭y起到封填作用。 B: O, 在600~1 100℃下具有很好的流動(dòng)性, 能夠有效地起到封填作用, 但B如, 在1100℃時(shí)有很強(qiáng)的揮發(fā)性, 使其最高的使用溫度限制在1 100℃。 si0: 在1800℃時(shí)仍保持非常穩(wěn)定的特性, 但其流動(dòng)性差, 不能達(dá)到封填裂紋的作用。 B4C與氧反應(yīng)可生成B'o。 和CO: , 能夠有效地起到封填作用, 可作為功能活性層來使用, 但其不足之處是反應(yīng)過程中有氣體產(chǎn)生, 影響了涂層與基體的結(jié)合性。 近年來主要以TiB: 和Si, B。 作為功能活性層來使用。
(3)黏結(jié)層。 黏結(jié)層的作用是減小涂層與基體之間的熱膨脹系數(shù)(CET)的不匹配程度, 阻止基體碳向外擴(kuò)散, 阻止基體碳與涂層l’ 日J的化學(xué)反應(yīng)。最常見的黏結(jié)層為SiC和Si3N。 。 其中Si, N。 的CET更接近C/C復(fù)合材料。更多碳碳復(fù)合材料信息可查看http://