在融化化合金复合材料上喷涂和化涂层的微观结构和机械性能的演变
Mengqiu Guo1,2,3, Yongjing Cui2,3, Changliang Wang2,3
1School of Materials Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|June 28, 2023
概括
化涂层SiC复合材料显著提高了结合强度. 在热处理后,涂层保持了其结构,与SiC基板形成了强大的接口.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 陶复合材料 陶复合材料
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
背景情况:
- 碳化 (SiC) 复合材料是具有出色性能的先进材料.
- 表面涂层对于提高SiC复合材料的性能和耐用性至关重要.
- 了解涂层后处理过程中的界面反应对于优化材料性能至关重要.
研究的目的:
- 为了研究化对涂层的作用,应用于融过的SiC复合材料.
- 分析层和接口的微观结构演变和机械性能变化.
- 为了确定化对涂层和SiC基板之间的结合强度的影响.
主要方法:
- 在SiC复合材料上喷涂涂层的大气等离子体.
- 在1100°C和1250°C进行不同时间 (1-10小时) 的回火处理.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 和传输电子显微镜 (TEM) 进行微结构性表征.
- 通过X射线衍光度计 (XRD) 进行相位分析.
- 使用纳米缩和粘合强度测试进行机械性质评估.
主要成果:
- 在回火后没有相位过渡的情况下,实现了均的多晶立方层.
- 确定了三个不同的接口特征:β-SiC/纳米氧化物薄膜/Si,富含SiC/Si的SiC/Si,以及剩余的Si/纳米氧化物薄膜/Si.
- 接口上的纳米氧化物薄膜厚度≤100nm,并且对SiC和具有良好的粘合性.
- 富含的SiC与层之间形成了一个强大的键.
- 在回火后,结合强度从11 MPa大幅增加到超过30 MPa.
结论:
- 化有效地增强了涂层SiC复合材料的界面粘接.
- 在接口上形成纳米氧化物薄膜和富含的SiC有助于改善机械性能.
- 优化的涂层和接口结构为先进的SiC复合材料应用提供了巨大的潜力.
