SiC纤维表面氧化铝涂层的制备及性能研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:liwulai11111
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SiC纤维具有高强度、高硬度、高的热稳定性和耐氧化性,低热膨胀系数和低密度的优点,是增强金属合金较为理想的材料。但是由于SiC纤维与金属合金高温结合时,SiC纤维表面的C层与金属合金发生界面反应,影响SiC纤维增强金属基复合材料的性能。因此,在SiC纤维表面涂覆保护层的研究有着十分重大的意义。本论文通过溶胶-凝胶法制备溶胶,运用浸渍提拉法在SiC纤维表面制备Ah03涂层和Al2O3/SiO2复合涂层。应用SEM、EDS、TG-DSC和XRD等手段对复合纤维结构进行了表征,并且研究了溶胶和涂层制备工艺条件。在制备稳定的A1203溶胶的过程中,控制三种主要反应物的摩尔比为:Al(C3H7O)3: H2O:HNO3 = 1:90:0.15,所用HN03的浓度为1mol/L,水解温度为85℃,水解时间1 h,异丙醇铝的添加方式采取充分研磨分次加入减少了有机溶剂的使用,按照1g草酸/100mL溶液的比例添加草酸,制备了稳定的Al2O3溶胶。在涂层制备过程中,首先对SiC纤维的预处理,然后提拉涂膜。探讨了SiC纤维预处理方式,涂膜次数以及草酸添加剂对于Al2O3涂层结构的影响。涂层的厚度随着涂覆次数先增大后较小,涂覆十层Al2O3涂层较厚,达到589nm。应用Al2O3/SiO2复合溶胶,对SiC纤维表面提拉涂膜,复合凝胶涂层厚度随着涂覆次数的增加而变厚。十次涂覆后,复合涂层厚度可达500nm。高温抗氧化性能测试结果表明,无论涂覆Al2O3涂层还是Al2O3/SiO2复合涂层的SiC纤维的抗氧化性能均优于SiC纤维。纤维涂覆后,经过测试涂层对纤维的拉伸强度基本没有影响。
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