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抗氧化涂层的结构
文章来源: 行业新闻   发表时间:2016-12-08 15:50:04

从抗氧化涂层的要求上看,单一的涂层是无法满足C/C复合材料的抗氧化的要求,所以必须选用复合涂层,各层之间相互协调、相互弥补。一般情况下一个完整的涂层体系由以下三方面组成。
  

(1)氧阻挡层

  
氧阻挡层的作用是防止氧的侵入,因而该层应具有气体渗透率低的特点。目前最有效的非氧化物氧阻挡层是SIC和Si3N4,它们在氧化时都可生成SiO2,其中Si3N4的氧化要比SIC慢得多,并能生成Si2N2O3,它比SiO2具有更低的氧扩散速率,所以被看做是C/C复合材料抗氧化涂层中最有前途的氧阻隔材料。
  

(2)功能活性层
  

为了保证C/C复合材料在高温下能长期使用,在抗氧化涂层的氧阻挡层下还要有一层功能活性层,其作用是,当氧阻挡层产生裂纹时,能够对裂纹起到封填作用。B2O3在600~1100℃下具有很好的流动性,能够有效地起到封填作用,但B2O3在1100℃时有很强的挥发性,使其在使用温度限制在100℃。SiO2在1800℃时仍保持非常稳定的特性,但其流动性差不能达到封填裂纹的作用。B4C与氧反应可生成B2O3和CO2,能够有效地起到封填作用,可作为功能活性层来使用,但其不足之处是反应过程中有气体产生,影响了涂层与基体的结合性。近年来主要以TIB2和Si3B4作为功能活性层来使用。

  (3)黏结层

  黏结层的作用是减小涂层与基体之间的热膨胀系数的不匹配程度阻止基体碳向外扩散阻止基体碳与涂层间的化学反应,最常见的黏结层为SIC和Si3 N4。其中Si3 N4的CET更接近C/C复合材料。144.jpg