【摘 要】
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贵金属铱(Ir)具有高熔点,优异的高温抗氧化性,是C/C复合材料最有希望的抗氧化零烧蚀涂层,但单独的Ir涂层与基体的结合性及抗热震性较差。采用钨(W)作为界面层,可获得结合强度
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贵金属铱(Ir)具有高熔点,优异的高温抗氧化性,是C/C复合材料最有希望的抗氧化零烧蚀涂层,但单独的Ir涂层与基体的结合性及抗热震性较差。采用钨(W)作为界面层,可获得结合强度高的W/Ir复合涂层,并可提高涂层的抗热震性。本文采用双层辉光等离子技术在C/C复合材料表面依次制备W涂层和Ir涂层,得到W/Ir复合涂层,并采用SEM、XRD等分析手段分析了涂层的组织结构及微观形貌,通过氧-乙炔焰烧蚀对复合涂层的烧蚀性能进行了研究。研究结果表明:采用双辉技术在C/C复合材料表面制备的W涂层,其微观形貌及力学性能都要优于采用刷涂工艺制备的钨涂层。在W表面制备Ir涂层的最优双辉工艺参数为:工件电压-400V、源极电压-800V、气压30Pa、极间距13mm,得到的Ir涂层均匀致密,无微观缺陷,其衍射图谱中Ir的(220)晶面择优取向明显。采用双辉技术在C/C复合材料表面制备的W/Ir复合涂层及单独的铱涂层都呈现出明显的(220)晶面择优生长,这与传统的MOCVD、PVD等方法制备的Ir涂层呈现出(111)晶面择优生长不同。涂层的氧-乙炔焰烧蚀研究表明,单独的Ir涂层烧蚀后从基体上脱落,而复合涂层经受住了考核,涂层没有剥落,有效地保护了C/C复合材料,W中间层起到了提高涂层抗热震性能的作用。烧蚀后涂层的晶面择优取向有所变化,由烧蚀前的(220)晶面转变为烧蚀后的(111)晶面。复合涂层烧蚀后表面较粗糙,局部有烧蚀孔洞,孔洞下的W中间层被部分氧化,表面出现细小的微裂纹,微裂纹处产生了具有特殊结构的白色颗粒。
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