MoSi2基耐高溫涂層的制備及性能研究.pdf

1、碳材料在高溫條件下具有很好的物理和力學性能，但是在高于450℃的氧化條件下會發(fā)生嚴重的氧化影響其使用性。本文采用氬弧熔覆的方法在碳材料表面制備MoSi2基陶瓷涂層來提高碳材料的高溫抗氧化性能。
　　實驗以Mo粉、Si粉、Al粉和AlN粉為原料，通過氬弧熔覆的方法在碳材料表面制備了MoSi2-Al-SiC、MoSi2-AlN-SiC和MoSi2-Al-AlN-SiC三個體系涂層，其最佳的涂層配比是n(Mo):n(Si):n(Al):

2、n(AlN)=1:2.2:1.0:0.8，其對應的最佳工藝參數(shù)是：熔覆電流125A，熔覆速度7.0m/h，熔覆電壓范圍20.9-21.1V，氬氣流量為5.0L/min。利用氧乙炔火焰對n(Mo):n(Si):n(Al):n(AlN)=1:2.2:1.0:0.8涂層抗氧化燒蝕性進行了試驗，質量燒蝕率為2.24mg/mm2·s，與石墨基體相比，其質量燒蝕率僅為石墨基體的1/16，利用箱式電阻爐對其1100℃和1300℃氧化10h的高溫抗氧化

3、性進行了測試，n(Mo):n(Si):n(Al):n(AlN)=1:2.2:1.0:0.8涂層增重最少，分別為2.8×10-4g/cm2和12.5×10-4g/cm2，涂層具有優(yōu)異的高溫抗氧化性能。
　　通過氬弧熔覆制備的MoSi2基陶瓷涂層，涂層和基體已經沒有明顯的界線，部分涂層組織沿著石墨內部缺陷滲入到石墨基體中不僅形成機械結合，而且由于在涂層中存在Si，在氬弧的熱源作用下涂層和石墨基體的反應界面層生成了SiC相形成了冶金結合

4、。合金元素Al的添加可以消除MoSi2涂層制備過程產生的微裂紋，隨著Al含量增加涂層的潤濕鋪展性變差；陶瓷增強相AlN的添加可以使涂層的成形性變好。
　　Al可以置換MoSi2中的Si，使其的晶格發(fā)生變化，金屬鍵變強，共價鍵減弱，材料的塑韌性提高，形成抗氧化性能更好的Mo(Si,Al)2。隨著Al含量增加涂層的顯微硬度先減少后增加；AlN具有較高的高溫強度和熱導率，高溫升華分解為Al和氮氣，與MoSi2基體化學相容，在高溫下能與S