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硅碳棒涂层表面封闭对抗氧化效果的影响
    本研究中用正硅酸四乙醋对硅碳棒涂层进行封闭处理,工艺简单,成本低廉,而且操作简单。先把制备好的试样清洗后在100 0C温度下烘干,排除试样表面孔隙内的气体。然后在试样表面浸涂正硅酸四乙醋,放入150 0C烘箱固化,反复几次。图4.5是莫来石/SiC/A1203/Si未封闭硅碳棒涂层和封闭硅碳棒涂层13 00 0C的抗氧化增重率曲线。可以看出,经过封闭处理的硅碳棒涂层具有很好的抗氧化效果,在氧化60小时后增重率仅为0.036%,表面完整,显示出良好的抗氧化效果。说明硅碳棒涂层具有长时的抗氧化效果,硅碳棒涂层经过封闭处理后抗氧化效果改善很多。而没有进行封闭处理的硅碳棒涂层抗氧化效果就较差,氧化10小时后增重达0.06%。图4.5:莫石/SiC/A1z03/Si未封闭和封闭硅碳棒涂层1300℃的抗氧化增重率曲线我们可以从图4.5中观察到:封闭的硅碳棒涂层随氧化时间的延长,增重越来越缓慢,这可以从曲线的斜率看出,随着时间的延长,质量增加的斜率越来越小,但是整个质量还是增加的,这是因为氧化的初期,具有封闭作用的Si0:玻璃物质还来不及生成或者生成较少,无法充分封闭硅碳棒涂层表面的裂纹,使基体直接氧化,氧化曲线呈直线规律。随着氧化时间的延长,氧化生成的Si0:玻璃物质会越来越多,被封闭的裂纹数量也越多,氧气与基体材料直接接触的通道会越来越少,质量的增长率会变小,质量损失的斜率也就越来越小。这时的氧化曲线是两种机制共同作用,在没有被封闭的贯穿裂纹部分,氧气直接与基体反应发生氧化,氧化的速率取决于碳化硅与氧的反应速率,是直线关系;在被玻璃物质封闭的部分,气氛中的氧气要通过Si0:扩散后才能与基体反应,这时的反应速率取决于氧气在Si0:中的扩散速率,是抛物线规律,所以这个阶段是直线与抛物线的结合规律。当玻璃物质完全把基体保护起来后,氧化的速率就完全取决于氧气在Si0:物质中的扩散,曲线呈抛物线状。www.beritawan.com
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