學術(shù)論文丨SiCf/SiC 復合材料表面 Si/Yb2Si2O7 雙層涂層結(jié)合強度分析
張樂 1,2,張藝馨 3,牛亞然 4,李其連 1,2,鄧楊芳 5,
周海濱 1,2,姚遠 6,羅文東 7
1.中國航空制造技術(shù)研究院 高能束流加工技術(shù)重點實驗室;
2.先進表面工程技術(shù)航空科技重點實驗室;
3.中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動機有限責任公司;
4.中國科學院上海硅酸鹽研究所;
5.中國航發(fā)四川燃氣渦輪研究院;
6.軍事科學院 系統(tǒng)工程研究院;
7.中國航空制造技術(shù)研究院 復合材料技術(shù)中心
摘要:目的 通過選擇合適的復合材料拉伸方向和涂層制備工藝,在 SiCf/SiC 復材上獲得高結(jié)合強度的Si/Yb2Si2O7 雙層涂層。方法 采用真空等離子噴涂技術(shù)在 2.5D 編織的 SiCf/SiC 復合材料表面制備 Si 涂層、Si/Yb2Si2O7 雙層涂層。采用金相、 XRD、 SEM 和 EDS 對試樣進行表征,采用拉伸試驗測試涂層的結(jié)合強度,觀察涂層拉伸后的斷裂面形貌,分析涂層結(jié)合強度的影響因素。結(jié)果 采用膠粘拉拔法, 2.5D 編織的 SiCf/SiC復合材料拉伸后的強度值為(32.41±3.52) MPa, Si 涂層和 Yb2Si2O7 涂層的孔隙率分別為 2.3%和 5.2%, Si 涂層與 SiCf/SiC 復合材料的結(jié)合強度為(30.48±4.43) MPa, Si/Yb2Si2O7 雙層涂層與 SiCf/SiC 復合材料的結(jié)合強度為(26.23±3.13) MPa。Si 涂層在拉伸過程中,部分 Si 層、 SiCf/SiC 復合材料表面緯向 SiC 纖維、 SiC 基體和粘接膠都發(fā)生了斷裂。Si/Yb2Si2O7 雙層涂層在拉伸過程中,大量 Si 層、復合材料表面緯向 SiC 纖維和 SiC基體以及少量 Yb2Si2O7 層被拉開。結(jié)論 Si/Yb2Si2O7 雙層涂層與 SiCf/SiC 復合材料結(jié)合強度較高的主要原因是 SiCf/SiC 復合材料沿拉伸方向強度較高, Si 涂層與復合材料結(jié)合強度高。真空等離子噴涂技術(shù)有利于減少涂層微觀缺陷。Yb2Si2O7 的熱膨脹系數(shù)與 Si、 SiCf/SiC 相近。Si 涂層與 Yb2Si2O7 涂層化學相容性好。
本文發(fā)表在《表面技術(shù)》2022年第51卷第3期:P199-P207。
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http://navo.top/BZnU7v
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