C/C复合材料等离子喷涂含MoSi_2高温抗氧化涂层的研究及展望

C/C复合材料作为高温结构材料,高温易氧化的缺点限制了其在航空航天领域的应用。涂层法是解决该材料高温易氧化的有效手段。主要介绍了C/C复合材料等离子喷涂含MoSi_2高温抗氧化涂层的原理、发展情况及研究现状,并且提出了等离子喷涂在当前制备含MoSi_2高温抗氧化涂层研究中存在的问题和今后潜在的发展方向。     

SiC-ZrO_2纳米颗粒协同强韧化MOSi_2陶瓷的组织与性能

通过热压烧结制备SiC-ZrO_2/MoSi_2复相陶瓷以及对比试样MoSi_2、ZrO_2/MoSi_2、SiC/MoSi_2陶瓷,利用X射线衍射仪、透射电镜以及力学性能测试仪器等对材料组织和力学性能进行了研究。结果表明:纳米ZrO_2、SiC颗粒的加入可以有效细化MoSi_2基体晶粒,纳米ZrO_2、SiC颗粒协同作用更有利于提高MoSi_2基陶瓷的抗弯强度和断裂韧性,协同相中纳米SiC颗粒细化和强化MoSi_2基体的效果要好于纳米ZrO_2颗粒;20 vol%SiC+10 vol%ZrO_2+MoSi_2复相陶瓷抗弯强度是MoSi_2的3.8倍,断裂韧度是MoSi_2的2.4倍;在复相陶瓷基体以及粒子周围存在不同特征的位错组态,ZrO_2可以依靠自身相变的体积效应向基体泵入或输送位错,钉扎位错的第二相粒子包括SiC粒子和未相变的ZrO_2小粒子,弥散相特别是晶内型SiC和ZrO_2粒子对复相陶瓷位错的钉扎作用明显。     

重结晶碳化硅表面MoSi_2-Si_3N_4抗氧化涂层的制备和性能

用浆料涂敷法在孔隙率较高的重结晶碳化硅电热元件表面制备MoSi_2-Si_3N_4抗氧化涂层,分析了氧化前后涂层的形貌和物相组成,研究了涂层的抗氧化性。结果表明,用该法制备的涂层表面平整,结构致密。浆料在形成涂层的同时填充了大尺寸的开气孔,提高了基体的致密性,因此提高了基体的抗氧化性能。将试样在1500℃氧化性气氛中氧化100 h后,无涂层试样的电阻率增大了84.6%,而MoSi_2-Si_3N_4涂层试样的电阻率只增大10.2%。涂层处理后的电热元件,其抗氧化性显著提高。MoSi_2-Si_3N_4复合涂层的抗氧化性能,明显优于单一的MoSi_2涂层。     

模板法制备MoSi2/竹炭复合材料及吸波性能

以竹材炭化的多孔竹炭(BC)为模板,金属间化合物二硅化钼(MoSi_2)为吸收剂,采用包埋硅(Si)粉固相烧结工艺制备MoSi_2/BC多孔复合吸波材料。利用XRD、SEM和矢量网络分析仪对MoSi_2/BC复合材料的物相组成、显微结构、介电和吸波性能进行表征。结果表明:在氩气(Ar)保护气氛下,1450℃烧结制备的MoSi_2/BC复合材料主要含物相MoSi_2、SiC及无定型碳。BC基体孔隙内除分布有MoSi_2外,还布满排列无序、尺寸长短不一、相互交叉呈网状的碳化硅晶须(SiC_W),SiC_W的存在可有效提高复合材料电磁波吸收性能。在8.2～12.4GHz频率范围内,与环氧树脂混合后,复合材料反射率随MoSi_2/BC含量增加而逐渐减小。MoSi_2/BC含量为50%(质量分数)时,随试样厚度增加反射率降低,且最小反射率向高频方向移动;在11.87GHz处最低反射率为-13dB,反射损耗小于-10dB带宽约达1.0GHz,具有良好的吸波性能。     

MoSi_2发热元件的制备及其研究进展

比较了MoSi_2发热元件的热弯成形和挤压成形工艺方法,指出热弯成形更易获得大型尺寸和复杂形状发热元件,研究了MoSi_2发热元件的技术进展及其工业应用.研究表明,改进MoSi_2粉体的制备工艺、MoSi_2发热元件的成形工艺和冷热端的扩散接合工艺是MoSi_2发热元件改性的技术关键.提出了其未来研究发展的方向.     

钼网表面MoSi_2涂层的制备及其1500℃高温抗氧化性能

钼网被广泛用作高温催化剂载体,但关于其高温防护涂层的制备及失效机制却鲜有报道。用包埋渗硅方法在钼网表面制备了MoSi_2高温抗氧化涂层,并在静态大气环境中开展了1 500℃恒温氧化试验。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等对氧化前后涂层的微观形貌和组织结构进行了表征。结果表明:1 500℃氧化2 h,MoSi_2涂层中的Si元素会发生选择性氧化,在涂层表面形成一层连续的、具有"自愈合"功能的熔融态SiO_2保护膜,阻挡氧向基体一侧的扩散,展现出了良好的高温抗氧化性能;高温条件下,涂层中的Si元素会和钼基体发生界面扩散反应生成抗氧化性能差的Mo_5Si_3,同时MoSi_2不断地和氧发生反应生成Mo_5Si_3和SiO_2,当涂层中的MoSi_2完全转化为Mo_5Si_3,涂层将快速氧化失效。     

保护气氛下反应烧结MoSi_2/Al_2O_3复合陶瓷

以金属Mo粉、Si粉和Al粉为原料,采用反应烧结法制备MoSi_2/Al_2O_3陶瓷复合材料,有效增强其室温韧性和强度,并揭示其电阻率随烧结温度变化规律。利用XRD和SEM分析不同温度烧结后MoSi_2/Al_2O_3复合材料试样的物相组成和微观结构;研究不同烧结温度下试样的力学和电学性能。结果表明:在氩气保护气氛下1 200℃时,MoSi_2/Al_2O_3陶瓷复合材料的各项性能较好,其显气孔率为20.7%,体积密度为4.8g/cm~3,断裂韧性值为9.72MPa·m1/2,电阻率为6.0×10~(-2)Ω·cm。所制备的MoSi_2/Al_2O_3陶瓷复合材料物相结构主要由Al_2O_3包覆MoSi_2形成的连续包覆相组成,组织结构均匀。烧结温度为1 200℃时,MoSi2导电相由弥散分布变成相互连接的网络状分布,且Al_2O_3包覆MoSi_2导电相的包覆层变薄,包裹的MoSi_2颗粒之间易于突破包覆相而互相连通,有助于降低电阻率。     

无机功能材料新工艺研究及其工业化前景

综述了一系列无机功能材料(如微/纳米金属氧化物、铌酸锂粉体、氧化锌及硫化锌、轻质氧化镁和铜基钼酸盐)的生产新工艺,例如离子交换技术、均匀沉淀技术等等.这些新工艺蕴涵着材料科技领域最前沿的研究方向和最有效的制备方法,具有极高的科技含量和技术创新性,在与传统制备工艺的比较中体现了新工艺的技术优势和良好的工业化前景,对上述材料的性质和应用也进行了详细的阐述.     

SiC引入方式对反应熔渗原位纳米SiC/MoSi_2复合材料组织性能的影响

探讨了SiC引入方式对反应熔渗原位20wt%纳米SiC/MoSi_2复合材料TEM组织及力学性能的影响。结果表明:完全原位反应熔渗硅可获得基体相和增强相均为纳米尺度的SiC/MoSi_2复合材料,其组织中存在大量晶内层错等缺陷,可能会使纳米SiC/MoSi_2复合材料力学性能的提高不十分显著;而部分原位反应熔渗法中,SiC初始粉末的引入可缓解剧烈物相反应,所得纳米SiC/MoSi_2复合材料晶内缺陷消失,断口出现大量撕裂棱,复合材料力学性能大幅提高。     

真空烧结纳米La_2O_3掺杂MoSi_2复合涂层的高温摩擦学性能

采用高温真空烧结法在高速钢基体表面上制备了纳米氧化镧掺杂二硅化钼基复合涂层;考察了温度(200~800℃)、纳米La_2O_3含量(1%、3%和5%)(质量比)对MoSi_2基复合涂层高温摩擦学性能的影响规律;采用X射线衍射表征了MoSi_2基复合涂层高温摩擦磨损前后的微结构,探讨了复合涂层的高温摩擦磨损机理。研究结果表明纳米La_2O_3掺杂MoSi_2基复合材料摩擦学性能在低温(200℃)和高温(800℃)下纳米La_2O_3含量为3%时较好,摩擦系数为0.1。通过引入纳米La_2O_3可有效地改善Mo Si2的高温摩擦学性能,其磨损机理主要为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损的复合磨损。     

多孔材料合成制备进展

综述了多孔材料在合成制备方面的进展 ,详细介绍了溶胶 凝胶法和水热合成法及模板技术在这些方法中的最新应用 ,指出了多孔材料的发展趋势     

以MoSi_2为保护管的高温抗腐蚀热电偶

本文简介了MoSi_2的物理性能和化学性能。列举了物理性能数据,指出MoSi_2具有较高的熔点、较高的导热率、较小的热膨胀系数、好的热稳定性,同时具有一定的机械强度。但其缺点是冲击韧性低,在室温下硬而脆。MoSi_2具有较高的热化学和化学稳定性。常温下MoSi,在绝大多数酸、碱溶液中是不溶的,高温下不发生晶间腐蚀,在某些熔融金属和熔融盐中也很稳定。特别需要指出的是,MoSi_2不仅在氧化、还原、中性、惰性气体中温度稳定性高,而且在某些腐蚀性气体中温度稳定性仍很高。特别是具有很强的抗氧化性能,其稳定温度达1700℃。     

纳米石墨的制备方法(英文)

简要概述了现有的纳米石墨制备方法,这些方法从材料来源上可以分为2类,一类由鳞片石墨来制备,另一类由富碳材料合成.由鳞片石墨制备纳米石墨的方法主要有球磨法、超声波粉碎法、爆轰裂解法和电化学插层法;由富碳材料合成纳米石墨的方法主要包括爆轰合成法、化学气相沉积法、激光脉冲沉积法和化学合成法.     

碳/碳复合材料SiC/MoSi_2/ZrO_2涂层体系氧化烧蚀性能

抗氧化涂层技术是解决碳/碳复合材料高温抗氧化性的最有效技术途径之一。为了提高材料在1 800℃以上的高温抗氧化性能,首次采用包埋法、涂刷法和等离子喷涂法在碳/碳复合材料表面制备出SiC/MoSi_2/ZrO_2梯度抗氧化涂层体系。采用SEM/EDS、结合力和粗糙度测试对涂层表面及断面形貌进行微观分析,利用等离子风洞对整个涂层体系进行氧化试验。结果表明:基体、过渡层和高温抗氧化层之间结合力良好,高温抗氧化层厚度均匀、结构致密。经等离子风洞氧化600s后,涂层表面温度达到1 850℃,氧化质量失重速率仅为3.15×10~(-6) g/(cm~2·s)。表明SiC/MOSi_2/ZrO_2梯度抗氧化涂层体系在1 800℃以上的高温环境下具有很好的抗氧化性能。     

微波法制备纳米TiO2材料的研究进展

介绍了微波加热的基本原理，对微波技术在纳米二氧化钛材料制备中的应用与研究进展进行了比较全面的综述。着重介绍了与微波有关的纳米二氧化钛材料制备方法，包括微波水解法、微波水热法、微波沉淀法、微波干燥法、微波烧结法、微波等离子气相法，并就这些合成方法的作用机理、特点和影响因素进行了讨论。     

纳米二氧化硅的制备进展

纳米二氧化硅在塑料、橡胶、纤维、涂料等方面有广泛的应用.文章介绍了几种制备纳米二氧化硅的新工艺,如干法、溶液-凝胶法、碱金属的硅酸盐制备法、微乳液法、超重力等.并对这些工艺的特点进行了简述,文章最后对纳米二氧化硅的应用前景进行了展望.     

碳化硼材料研究进展

碳化硼陶瓷具有高硬度、高熔点和低密度的特点，是优异的结构陶瓷，在民用、宇航和军事等领域都得到了重要应用。研究了碳化硼结构陶瓷的优异性能和制备新工艺，综述了碳化硼材料的发展和研究现状，着重阐述了碳化硼陶瓷烧结的主要难点－致密化和韧化机理，提出利用原位自生法和前驱体热解法等新工艺制备纳米颗粒增强的碳化硼复合材料，是制备高性能碳化硼复合材料发展的新方向。     

SiC-MoSi_2-Si复合梯度涂层的制备及其抗氧化性能

为了在高温下保护C/C复合材料,分别采用包埋法在C/C复合材料表面制备了SiC涂层,采用两步包埋法在C/C复合材料表面制备了SiC-MoSi_2-Si复合梯度涂层。借助X射线衍射仪、扫描电镜,背散射及能谱等分析手段,研究了涂层的结构。在氧化炉内进行氧化实验,分析发现SiC-MoSi_2-Si复合梯度涂层由SiC内层、SiC-Si中间层和MoSi_2-Si-SiC外层构成。等温氧化测试结果表明:SiC涂层在1 773 K氧化10 h后失重0.8%,而复合涂层试样在1 773 K具有良好的抗氧化性能,在1773 K下氧化10 h后不存在氧化失重,增重0.65%。增重是由于涂层氧化生成SiO_2,吸收了氧原子的原因,并且预测随着氧化的进行,由于O2在涂层中的扩散,与基体反应,试样会表现出失重。     

模板法制备TiO2介孔材料的研究进展

TiO2介孔材料在催化、吸附及分离等领域具有十分重要的应用,是当今介孔材料研究的热点之一。本文综述了介孔材料的分类,概述了模板法制备TiO2介孔材料的机理及不同类型的模板剂在TiO2介孔材料制备中的应用,指出了模板剂脱除过程中存在的问题,并对介孔材料的研究和应用前景进行了展望。     

β-Ga2 O 3单晶制备工艺的研究进展

β型氧化镓(β-Ga_2O_3)具有宽禁带、高击穿强度和低制造成本等优点,是制备第三代半导体的优质备选材料。制备β-Ga_2O_3材料的方法有直拉法、导模法、浮区法、布里奇曼法等。由于该材料在高温下易挥发,易产生较多杂质气体、晶体形状难以控制、单晶中产生较多缺陷等问题。对目前β-Ga_2O_3制备方法进行综述,对多种制备方法的工艺、原理以及相关应用进行介绍,并对这些方法及工艺的特点进行对比,分析产品低质量的主要原因并提出解决建议,为未来优化β-Ga_2O_3材料制备工艺的研究提供参考。