SiC纤维表面SiO2涂层的制备及性能研究

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CVD法制备的SiC纤维具有抗氧化、高强度、耐腐蚀、耐高温等优点,是增强Ti基体较为理想的材料,具有广阔的应用前景。但由于SiC纤维在与Ti基体热压形成金属基复合材料过程中,会引起纤维与基体发生过度界面反应,限制了SiC纤维与其它金属复合材料的发展与应用。因此,在SiC纤维表面涂敷保护层以降低纤维与Ti基体间的界面反应有着十分重大的意义。本论文采用溶胶-凝胶法,通过优化溶胶的配置,纤维提拉过程和干燥烧结等工艺过程,在SiC纤维表面涂覆SiO2涂层;采用磁控溅射法分别在涂覆一层和四层Si02涂层的SiC纤维上制备SiC(SiO2)/Ti22A126Nb复合材料先驱丝。应用TG-DSC、SEM、 EDS等检测手段对SiC纤维表面SiO2涂层的结构、形貌进行表征和分析,并对其耐高温性能和力学性能的影响加以研究。实验结果表明,在最适的涂膜条件下,SiC纤维表面制备出均匀的无裂纹的Si02涂层。涂覆SiO2的SiC纤维,经过800℃真空烧结后涂层仍然存在、均匀无裂纹,拉伸性能略有降低。通过SEM、EDS观察,在涂覆一层和四层SiO2的SiC纤维上分别溅射Ti22A126Nb基体后,在SiC纤维与Ti基体之间仍然存在SiO2涂层,涂层厚度分别为155nm和444nm,反应层内厚度分别为0.51μm左右和0,3μm左右。反应层的化学组成为TiSi和TiSi2。在SiC纤维表面涂覆四层的比涂覆一层SiO2涂层的更能起到保护作用。
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