【摘 要】
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铌具有相对较低的密度,高的熔点和高温强度,是一种重要的航天用高温结构材料,但其在高温下容易氧化,在氧化环境中的应用需加以涂层防护.该文研究了铌及铌合金高温防护涂层制
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铌具有相对较低的密度,高的熔点和高温强度,是一种重要的航天用高温结构材料,但其在高温下容易氧化,在氧化环境中的应用需加以涂层防护.该文研究了铌及铌合金高温防护涂层制备、结构和抗氧化性能,并探索了涂层形成和抗氧化机理.采用固体粉末包渗工艺在铌表面制备了硅化物涂层,研究了渗硅过程中的反应机理、涂层结构和抗氧化性能.研究表明:以10 mass％Si粉,3 mass%NaF,87 mass%SiC粉为渗剂,1050℃渗硅所制备的涂层由单相的二硅化铌组成;提出了渗硅过程中的反应机理,指出Si的输运和沉积主要依靠硅的低氟化物SiF2完成.研究了渗剂中Cu掺杂对涂层结构和性能的影响.研究发现渗剂中Cu掺杂增加了二硅化铌涂层生长速率,改变了涂层结构;探讨了Cu掺杂的影响机理.该发现为改进现有渗硅工艺指出了一个新的途径.氧化实验表明渗硅可以提高铌的抗氧化性能.由于涂层和基体热膨胀系数不匹配导致涂层中产生裂纹,这些裂纹是涂层失效的主要方式.在Nb-752铌合金表面采用固体粉末包渗工艺预先沉积了硼化物层,然后采用料浆熔烧工艺制备了硅化物涂层,显著提高了涂层的抗循环氧化寿命.采用放电等离子烧结(SPS)技术在Nb-752铌合金表面制备了硅化物涂层,大大降低了涂层烧结温度,获得了致密的涂层结构,表明SPS是一种潜在的涂层制备技术.
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