炭素材料熔盐法原位反应制备MoSi2SiC复合涂层研究

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1、中图分类号!Q122：!±!UDC31硕士学位论文学校代码10533密级坌珏炭素材料熔盐法原位反应制备MoSi2．SiC复合涂层研究5乙口，不，石WI7乙ReseachaboutMoSi2-·SiCcompositecoatingoncarbonmaterialsbymoltensaltmethodinsitureaction作者学科研究学院指导副指姓名专业向：所)：师：邓雄材料科学与工程炭材料抗氧化涂层粉末冶金研究院易茂中教授彭可副研究员答辩委员会主席中南大学2013年5月害易易)方系教黝／●＼．原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得

2、的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：肆雄日期：二趔王年j妇篮日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据

3、库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。日期：避年篮月丛日炭素材料熔盐法原位反应制备MoSi2一SiC复合涂层研究摘要：炭材料具有许多优异性能，如低密度、线膨胀系数低、摩擦磨损性能优异、导热导电性好等，被广泛应用于航空航天、冶金、化工等领域。但是，炭材料在空气中于400℃开始氧化，氧化失重使炭材料的结构、性能受到严重的破坏和影响，限制了其作为高温耐热材料的应用。针对高温抗氧化中存在的问题，本研究采用熔盐法在1000℃左右制备了MoSi，．SiC复合涂层，然后在静态空气中进行抗氧化性能研究。利用熔盐法制备MoSi2．SiC复合涂层，以熔融盐作为热介质和化学反应介质，利用熔盐

4、体系中离子迁移和扩散速度高、反应物混合均匀等特点，可以显著降低反应温度、缩短反应时间。首先利用仲钼酸铵和KCl在炭材料样品表面制备了M02C涂层，涂层均匀包覆样品表面，与基体具有良好的结合性，不存在明显的穿透性裂纹，涂层厚度约为50,um。在仲钼酸铵浓度不超过30％的情况下，随着浓度的提高，涂层致密性越好；但是浓度超过30％之后，致密性变差。然后利用Si粉溶解在熔盐NaCl和NaF中，将M02C涂层硅化获得MoSi2一SiC复合涂层，复合涂层同样与基体具有良好的结合性，涂层厚度约为60,urn。在Si含量不超过20％的情况下，随着含量的提高，涂层致密性越好；但是含量超过2

5、0％之后，致密性变差。制备了MoSi2．SiC复合涂层的炭材料样品在不同温度进行抗氧化实验之后，依次分为三层：靠近基体的M04．8Si3Co．6过渡层、中间为MoSi2一SiC复合层、最外层为Si02包覆层。石墨样品从氧化开始一直到氧化100h的过程中，氧化之后的重量相对原始重量始终是在增大，但是增重量逐渐减少。在1500℃氧化100h后增重0．24％。实验结果表明石墨样品表面制备MoSi2一SiC复合涂层具有良好的抗氧化性能。炭／炭样品在900。C温度下，从氧化开始一直到氧化20h的过程中，样品氧化之后的重量相对原始重量始终是在增大，但是在1300℃、1400℃、150

6、0℃时，增重逐渐减小，最后开始失重。在1500℃氧化10h后失重0．07％。结果表明炭／炭样品表面制备MoSi2一SiC复合涂层的抗氧化效果达到了预期的目的，但是不如石墨样品表面制备的复合涂层效果好，其抗氧化性能有待进一步提高。图46幅，表5个，参考文献79篇关键词：熔盐法；石墨；炭／炭复合材料；MoSi2一SiC复合涂层分类号：TQl27．1+1ReseachaboutMoSiz—SiCcompositecoatingoncarbonmaterialsbymoltensaltmethodinsitureactionAbstract：Carbonmaterialshave

7、manyexcellentproperties，suchaslowdensity，lowcoefficientoflinearexpansion，excellentresistancetofrictionandwearperformance，goodthermalconductivity，etc．Carbonmaterialsarewidelyusedinaerospace，metallurgy，chemicalindustryandotherfields．However，carbonmaterialsstartedoxida