三种不同温度的抗氧化涂层探讨

1．1500℃以下：一般具有简单的双层结构。典型的涂层有两种：

1）由玻璃外层和陶瓷内层组成：

陶瓷内层常用SiC和Si3N4，玻璃常用SiO2-B2O3-Na2O或SiO2-B2O3-LiO等经改性的硅基玻璃。

2）陶瓷外层与玻璃或能形成玻璃的内层组成：

外层为SiC和Si3N4，内层为硅基玻璃，能形成玻璃的内层为BN。另外，内外层混合可制备低热膨胀系数具有裂纹封填功能的结构。

2．1500℃以上：在此温度以上，由于玻璃与C/C复合材料的界面气相压力大于0.1Mpa，所以玻璃在此温度范围时不能与C/C复合材料直接接触，需要碳化物内层。1500～1800℃服役的抗氧化材料主要为硅化物，涂层可能有三种：

第一种：具有SiC过渡层和致密的SiC、Si3N4外层的双层结构。

第二种：具有SiC过渡层和致密的SiC、Si3N4及外层玻璃封填的三层结构。

第三种：致密的SiC、Si3N4内层和玻璃封填层及致密的SiC、Si3N4外层的三层结构。通常用CVD工艺制备。在SiC、Si3N4表面可用SiO2玻璃封填，航天飞机的C/C防热系统的抗氧化涂层就是用固渗SiC再加上TEOS（正硅酸乙酯）封填制得。

3.1800℃以上：在1800℃以上短时（两小时左右）工作的涂层由HfB2,ZrB3等硼化物与SiC组成的复合涂层。1800℃以上长寿命抗氧化涂层有两种设想：

第一种为：高熔点氧化物/SiO2玻璃/高熔点氧化物/碳化物

外层氧化物防止腐蚀和冲刷；SiO2玻璃封填裂纹和阻止氧扩散；碳化物保证氧化物与C/C复合材料的化学相容性；内层氧化物提高碳化物与玻璃的化学相容性。制备此种涂层的难点在于发展满足各层之间化学相容性的制备工艺和协调各层之间的热膨胀匹配关系。

第二种为：Rh/Ir/碳化物：

Rh是阻止氧扩散能力很强的氧阻挡层；Ir是Rh与碳化物的隔离层：碳化物是Ir与C/C复合材料的隔离层。

来源：亚泰树脂