温度对CVD制备Ti-Si-C涂层中Ti3SiC2形成规律的影响.pdf

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1、第19卷第5期粉末冶金材料科学与工程2014年lO月Vo1．19No．5MaterialsScienceandEngineeringofPowderMetallurgy0ct．2014温度对CVD制备Ti．Si．C涂层中Ti3SiC2形成规律的影响杨钢宜，李国栋，熊翔，王雅雷，王骏(中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙410083)摘要：采用TiCh．CH3SiC13．H2．Ar反应体系，低压化学气相共沉积(LPCVD)Ti．Si—C三元体系涂层。采用XRD、SEM、EDS和EPMA分析在1100～1250℃不同温度下制备的涂层物相组成和形貌结

2、构。结果表明：1100℃时形成TiC涂层，无Ti3SiC2相；1150-1250℃时形成TiC与Ti3SiC2复合涂层。当沉积温度为1200℃时，Ti3SiC2晶粒沿(104)方向择优生长，而在1150℃和1250℃沉积时，择优取向不明显。1150℃时涂层为多孔细柱和颗粒堆积嵌合结构，当温度为1200～1250℃时，涂层分为两层，内层过渡层为柱状晶结构，主要成分为TiC；外层为TiC相与Ti3SiC2相复合的板条错堆状结构。关键词：化学气相沉积；Ti—Si．C；Ti3SiC2；共沉积；温度中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1673—

3、0224(2014)5—0797-08EffectoftemperatureontheformationlawofTi3SiC2inCVDpreparedTi—·Si--CcodepositedcoatingYANGGang—yi，LIGuo-dong，XIONGXiang，WANGYa-lei，WANGJun(StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy,CentralSouthUniversity,Changsha410083，China)Abstract：TakingthereactivesystemofTiC

4、h—CH3SiC13一H2一Ar，theTi-Si—CternarycoatingwasobtainedbyLPCVD．Thechangesofphasecomposition，morphologyandstructureofthecoatingmadeat1100~1250℃，wereexaminedbyX—raydifraction，SEM，EDSandEPMA．TheresultsshowthatthecoatingofTiCisformedat1100℃withoutTi3SiC2whilebetween1l50℃and1250℃the

5、coatingismainlycomposedofTiCandTi3SiC2．ThegrainpreferredorientationofTi3SiC2isalongthe(104)crystalplaneat1200℃whilegrowsirregularlyat1150℃and1250℃．Thecoatinghasthestructureoftheporousfinecolumnandparticleaccumulatedandfittedtogetherat1150℃．Whenthetemperatureisbetween1200℃and

6、1250℃．thecoatingisdividedintotwolayers．andtheinnertransitionlayerofcolumnarcrystalsructureismainlycomposedofTiC．whiletheouterlayeriscompositedofthephase0fTiCandTi3SiC2andhasthelayerstaggerlystackedstructure．Keywords：CVD；Ti—Si—C；Ti3SiC2；codeposited；temperatureTi3SiC2是层状六方晶体结构

7、，既具有陶瓷的优异国内外制备Ti3SiC2的方法主要有自蔓延高温合性能，有较高的屈服强度、高熔点、高热稳定性、高成法[4]、热等静压法【5】、固液反应、脉冲放电烧结温强度和优异的抗热震性能与抗氧化性能[1_2J；同时又法[7J和CVD法。相对其它制备方法，CVD淀积温度具有金属的性能，如在常温下具有高的热导率和电导相对较低，可有效控制涂层的化学成分，制备均匀致率，易机械加工，高温下有很好的塑性，摩擦因数低密的单一或复合涂层，可在复杂形状的基体及颗粒材和自润滑性能极佳。在高温结构陶瓷、电极材料和白料上沉积。关于TiSiC2涂层的CVD法制备，NI

8、CKL润滑材料等领域有着广泛的应用前景_3】。等【8]于1972年通过TiC14．SiC14．CC14一H2反应体系CVD基金项目国家重点基础研究发展