ZrCZrCTaC复合涂层的制备及抗烧蚀性能研究

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1、中图分类号婴三32UDC31硕士学位论文学校代码!Q主三3密级公珏ZrC／ZrC(TaC)复合涂层的制备及抗烧蚀性能研究PreparationandablationpropertiesofZrC／ZrC(TaC)compositecoating作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：吴敏材料科学与工程材料学粉末冶金研究院李国栋教授论文答辩日期兰笙量学答辩委员会主中南大学二。一三年六月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

2、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：邈日期：丛年』月卫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库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。期：丛年』月竺日ZrC／

3、ZrC(TaC)复合涂层的制备及抗烧蚀性能研究摘要：为提高C／C复合材料抗烧蚀性能，满足航天航空领域高温及超高温环境使用要求，本文采用包埋法和化学气相沉积法制备了结构复合的ZrC／ZrC复合涂层、结构与成分复合的ZrC／TaC复合涂层，探索了C／C复合材料高温抗烧蚀涂层的制备技术。采用包埋法和CVD法制备了ZrC／ZrC复合涂层，分析了涂层的组织结构特征，并研究了复合涂层的抗烧蚀性能。包埋法制备的ZrC内涂层具有内层致密、外层多孔的双层结构特征，与CVDZrC外涂层相互镶嵌融合，形成机械互锁结构，增强了界面结合强度。复合涂层经过30s烧蚀后，结构完整，表面

4、为多孑LZr02。包埋多孑LZrC层可极大减缓和释放在烧蚀产生的强热震和热应力，提高复合涂层的抗热震性、结构稳定性以及烧蚀可靠性。采用化学气相共沉积法在不同ZrCl4／TaCl5质量比下制备了ZrC／TaC复合涂层，并研究了其抗烧蚀性能。ZrC／TaC复合涂层均由碳化物颗粒堆积而成，具有成分波动的自组织多层结构特征。烧蚀60s后，ZrCl4／TaCl5比为4：1、2：1、1：l时复合涂层的产物均为Zr02和1弛r2．7508，质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0．3×10～g·S。1和0．5×10～mn'l·s一、0．6x10～grs。1和7．5x10～mm·s～

5、、．0．2×10～g·S。1和1．0×10～mm·s一，抗烧蚀性能明显优于单--ZrC涂层与ZrC／ZrC复合涂层。多层结构可显著降低气流对内部涂层及基体的热冲击，减缓内部涂层的氧化速率。TaC的存在有助于涂层在烧蚀中形成致密氧化物层和氧化物熔体，有效提高涂层在高速高压气流下的抗冲刷能力。适量的TaC有利于提高ZrC／TaC复合涂层的抗烧蚀性能。图48幅，表10个，参考文献87篇。关键词：ZrC／ZrC；ZrC／TaC；复合涂层；制备；抗烧蚀性能分类号：TB332IIPreparationandablationpropertiesofZrC／ZrC(TaC

6、)compositecoatingAbstract：Inordertoimprovetheablationresistanceperformanceofcarbon／carbon(c／c)compositesandmeetthehighandultra-hi曲temperaturerequirementsoftheaerospacefield．Z圮／ZrCandZrC／TaCcompositecoatingsweresuccessfullypreparedbypackcementationandchemicalvapordeposition(CVD)．Zr

7、C／ZrCcompositecoatingwaspreparedbypackcementationandCVD，themicrostructureandtheablationpropertiesofthecoatingwasinvestigated．nleinnercoatingpreparedbypackcementationmethodhasadoublestructureoftheinnerdenselayerandtheouterporouslayer：theCVDoutercoatingformscolumnarcrystalstructurew

8、ithconvexcellularsurfacemorpholog