沉积温度对CVD-SiC涂层显微结构的影响

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1、第40卷第4期2014年8月火箭推进JOURNAL0FROCKETPROPULSl0NV01．40．№．4Aug．2014沉积温度对CVD—SiC涂层显微结构的影响王毅，李洪春，郭春峰(西安航天动力研究所，陕西西安710100)摘要：介绍了采用化学气相沉积(CVD)方法在c／SiC复合材料表面制备SiC抗氧化涂层的情况。对不同工艺条件下制备出的SiC涂层，使用SEM，EDS和XRD分析了沉积层的物相和显微结构。结果表明：SiC涂层生长速度随沉积温度升高而升高，晶粒尺寸也随之增大；在较高沉积温度下，可以产生较大的沉积速度，但siC涂层表面

2、粗糙度将会增大。关键词：化学气相沉积；沉积温度；SiC涂层；微观结构中图分类号：V258+．3—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2014)04—0050—07EffectofdepositiontemperatureonmicrostmctureofSiCcoatingpreparedbyCVDprocessⅥ恰NGYi，LIHong—clmn，GUOChun-feng(Xi’aIlAerospacePropulsionmstitute，Xi’锄710100，Chi虹)Abs岫-ct：Theprocessofprepar

3、ingtheanti-oxidationcoatingsofSiContheC／SiCcompositebythechemicalVapordepositionmethodatdi腩renttemperaturesisin仃oduced．Thephase锄dmicrostmctureoftheSiCcoatin笋preparedindi毹rentprocessconditionswere孤a岍edbySEM，EDSandXRD．TheresultsrevealthatⅡledepositionspeedofSiCcoatingandth

4、egrainsizeincreasewiththeraisingoftemperamre．AhigherdepositiontemperatIlreleadstoafastdepositionoftheSiCcoating，butitssurflacerougtlIlesswillbeexacerbated．Ke’rWo硼s：chemicalVapord印osition；depositiontemperature；SiCcoating；micro_cuctureO引言SiC是III—V族二元共价化合物，在其晶体结构中每个si(或c)原子

5、被相邻4个C(或si)原子包围着，它们通过定向的强四面体sP3键结合在一起。该结构的Sic晶体硬度大、弹性模量高、高温稳定性和化学稳定性好、导热和抗辐射性能优良。因此，SiC材料应用于很多领域，如航空航天、微电子、核能等领域㈣。制备SiC涂层的方法有反应烧结法(ReactionsinteredBonded，RSB)、热等静压法(HotIsostaticPressing，HIP)、化学气相沉积法(Chemical收稿日期：2014—01—21；修回日期：2014—03—26作者简介：王毅(1981一)，男，博士，研究领域为陶瓷基复合材料制

6、备技术第40卷第4期王毅，等：沉积温度对cvD—sic涂层显微结构的影响51V印orDeposition，CVD)等方法，其中化学气相沉积工艺制备的SiC涂层弹性模量较高、导热系数较大、硬度较高，密度基本接近理论计算值，纯度可以达到99．995％，可作为耐磨涂层、C，C和C，siC陶瓷基复合材料抗氧化保护涂层以及核储备材料使用。C／SiC复合材料具有类似金属的断裂行为，对裂纹不敏感，机械强度高，断裂韧性高，密度小，不会发生灾难性的损毁事故。C／siC复合材料能够承受较高的工作温度、强气流冲刷、腐蚀和高应力振动载荷，是理想的航空航天发动机

7、热结构材料，广泛应用于战略导弹和战术导弹发动机喷管，以及航天飞机热防护系统等。在C／sic复合材料表面采用CVD方法制备siC涂层，是为了进一步提高C／siC材料抗氧化和抗烧蚀的能力，同时还可提高c／sic材料的耐磨性能。SiC涂层质量与CVD工艺参数有关，沉积压力、流速、载气／先驱体流量比、沉积温度等工艺参数均影响siC涂层质量，其中沉积温度对CVD—siC涂层的显微结构影响较大㈣，而SiC涂层的显微结构对C，siC复合材料的抗氧化、抗烧蚀等性能又有着较大影响。因此，研究CVD工艺沉积温度对SiC涂层显微结构的影响有着重要意义。本文采

8、用等温cVD工艺在预制体表面制备siC涂层，使用SEM，EDS和xRD分析手段，研究沉积温度对cVD—SiC过程以及SiC涂层显微结构的影响。1CVD—SiC涂层化学气相沉积工艺1．1纤维预制体制备实验中所