SiC-Al2O3-SiO2复合陶瓷涂层组织结构及抗烧蚀性能研究

目的 提高C/C复合材料的抗氧化性能.方法 采用大气等离子喷涂在C/C复合材料表面制备SiC-Al2O3-SiO2(SAS)复合陶瓷涂层,并选用氧-乙炔在1500℃对涂层进行抗氧化烧蚀性能考核.利用XRD、SEM、EDS等检测分析手段,对团聚粉末和球化粉体以及烧蚀前后涂层的成分及组织进行检测.结果 经过等离子球化处理后,三种粉体流动性为90 s/50 g左右,粉末松装密度为1 g/cm3左右.与团聚的SiC-Al2O3-SiO2粉体相比,粉末流动性提升了20％左右,松装密度提高了20％,更加适宜等离子喷涂工艺.采用球化处理SiC-Al2O3-SiO2粉体制备得到的涂层组织明显优于采用团聚粉体制备的涂层,涂层致密区域明显增大,内部缺陷数量和尺寸减少.在1500℃烧蚀600 s后,SiC-36％Al2O3-4％SiO2涂层具有最佳的抗烧蚀效果,涂层整体完整,质量烧蚀率为1.62×10-4 g/s.结论 SiC-Al2O3-SiO2体系解决了等离子喷涂制备SiC涂层过程中沉积率低、SiC分解的问题.SiC-Al2O3-SiO2涂层具有良好的抗氧化烧蚀效果,烧蚀过程中SiO2和Al2O3形成的莫来石相具有良好的高温稳定性、抗热震性以及较低的热膨胀率和氧扩散率,可以进一步提高涂层的抗氧化烧蚀效果.