sic涂层性能与石墨基体结构的关系

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第42卷第4期原子能科学技术Vo1．42，No．42008年4月AtomicEnergyScienceandTechnologyApr．2008SiC涂层性能与石墨基体结构的关系赵娟，王贵，刘朗，郭全贵(1．广东海洋大学工程学院，广东湛江524025；2．中国科学院山西煤炭化学研究所，山西太原030001)摘要：采用料浆烧结法在不同石墨基体上制备了SiC涂层。详细研究了SiC涂层在不同石墨表面上的结构及其对不同石墨的抗氧化防护行为。结果表明：石墨基体的孔隙率和孔径尺寸决定着S

2、iC涂层的结构，形成SiC梯度涂层的必要条件是石墨的孔径尺寸须处于0．1～0．5m范围内；SiC梯度涂层有利于石墨基体抗氧化性能的提高。关键词：石墨；SiC涂层；抗氧化；孔径尺寸中图分类号：TL342文献标志码：A文章编号：1000—6931(2008)04—0353—05RelationshipBetweenPropertiesofSiCCoatingandGraphiteSubstrateStructureZHAoJuan，WANGGui，LIULang。，GUoQuan—gui。(1．CollegeofEnginee

3、ring，GuangdongOceanUniversity，Zhanjiang524025，China；2．InstituteofCoalChemistry，ChineseAcademyofSciences，Taiyuan030001，China)Abstract：ASiCcoatingwaspreparedondifferentgraphitematrixusingasimpleslurrysinteringmethod．Therelationshipbetweenthemicrostructureandproperty

4、ofSiCcoat—ingandgraphitesuhstrateswasexperimentallyinvestigated．ItisfoundthattheporeradiusofgraphitesuhstratehasmarkedeffectonthemicrostructureandpropertyofSiCcoating．ASiCgradientcoatingwhichisbeneficialtoimprovetheoxidationresistantofgraphite，isexpectedtoformonth

5、esurfaceofgraphitesuhstrateswiththeporeradiusmainlyintherangeof0．1-0．5址m．Keywords：graphite；SiCcoating；resistanttooxidation；poreradius石墨具有优异的高温力学性能、良好的热能够满足托卡马克装置长期的服役要求。为进震性以及导热性能，在大型聚变托卡马克装置一步改善托卡马克装置的安全性，需改善石墨中作为面对等离子体材料得到普遍应用I1]。的抗氧化性能。在等离子体作用下，石墨会溅射出大量碳杂在石墨材料表

6、面制备SiC涂层是解决这一质[3]，在极高热负荷下，石墨易发生氧化而导致问题的有效措施。因此，国内外研究者采用性能下降。这样，使等离子体放电无法进行，不CVD法、CVI法、包埋固渗法、料浆熔烧法_4]收稿日期：2006-11-29；修回日期：2007—01—16基金项目：国家自然科学青年基金资助项目(10205023)作者简介：赵娟(197o一)，女，山西运城人，讲师，博士，材料学专业维普资讯http://www.cqvip.com354原子能科学技术第42卷在石墨材料表面制备出SiC保护涂层。在这几将以上3种石墨材料磨制

7、成15mm×种方法中，料浆烧结法具有工艺设备简单、反应15mm×30mm试样，利用CSF一1A型超声波温度低、时间短、界面结合强度高等优点，特别发生器对待涂层的碳块表面进行清洗，干燥后适用于在大型或形状复杂的部件上制备SiC涂备用。层，这一方法近年来得到广泛应用和发展。不按硅粉、水和聚乙烯醇质量比为48．5：50：同石墨基体因其具有不同的孔结构而对所制备1．5进行混合，在球磨机中研磨1h。采用浸涂的SiC涂层的结构和性能有很大影响。为此，法在3种碳基体上涂覆约500m厚的料浆。本工作就SiC涂层的结构和性能与石墨的孔隙在1

8、1O℃下干燥12h后，再在1450℃真空炉率和孔径分布之间的关系进行研究和探讨。中处理2h，由此在3种碳基体上制得SiC涂层。1实验方法1．2试样性能测试1．1SiC涂层制备在石墨基体上制得的SiC试样氧化实验于选取3种不同的碳材料作为SiC涂层用基1200oC的静态自由流动空气中进行。周期性体材料，其