石墨坩堝抗氧化涂層的研究.pdf

1、石墨坩堝的高溫氧化是限制其使用的一個(gè)重要問(wèn)題，是碳材料領(lǐng)域研究的一個(gè)重點(diǎn)。論文采用包埋和浸涂?jī)煞N方法制備石墨坩堝抗氧化涂層，著重研究包埋法制備Si-SiO2-SiC體系的高溫抗氧化涂層的制備工藝，對(duì)高溫抗氧化涂層的形成機(jī)理、組織結(jié)構(gòu)特性、抗氧化性及其規(guī)律進(jìn)行了研究。 通過(guò)試驗(yàn)，確定了包埋法涂層制備的最佳方案和工藝以及浸涂法制備單、復(fù)涂層的方法。文中采用金屬硅細(xì)粉包埋石墨坩堝基體，在1550℃條件下保溫1h，在石墨坩堝基體的外層獲

2、得致密且抗氧化性能優(yōu)良的Si-SiO2-SiC涂層。浸涂法是將涂層原料制成料漿，加入酚醛樹脂結(jié)合劑，石墨坩堝基體浸入其中，采用真空反壓浸涂，制備單、復(fù)抗氧化涂層。 試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：對(duì)以金屬硅粉為主要滲料，在密閉的匣缽內(nèi)采用包埋法的工藝，可以制得結(jié)構(gòu)合理具有功能梯度特征的復(fù)合涂層，即SiC過(guò)渡層→SiC致密層→Si-SiO2-SiC多相涂層。以SiC為主成分的外層，隨著高溫保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，涂層厚度增加，SiO2含量增多。該涂層與基體

3、的結(jié)合主要以化學(xué)結(jié)合為主，兼有機(jī)械結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高。對(duì)涂層后的石墨坩堝進(jìn)行抗氧化測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明：包埋法制備的抗氧化涂層，在1100℃～1300℃具有較突出的抗氧化性能。浸涂形成的單涂層主要以SiC和Si3N4為主?？寡趸瘻y(cè)試結(jié)果表明，單涂層具有良好的抗氧化效果，但是由于涂層與基體熱膨脹系數(shù)的差異，導(dǎo)致涂層的抗熱震性能差，涂層容易剝落。制備復(fù)合涂層的時(shí)候，內(nèi)部涂層以SiC為主，外部涂層分別涂覆MoSi2和Al2O3，在1000℃～13