学术论文丨SiCf/SiC 复合材料表面 Si/Yb2Si2O7 双层涂层结合强度分析
张乐 1,2,张艺馨 3,牛亚然 4,李其连 1,2,邓杨芳 5,
周海滨 1,2,姚远 6,罗文东 7
1.中国航空制造技术研究院 高能束流加工技术重点实验室;
2.先进表面工程技术航空科技重点实验室;
3.中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司;
4.中国科学院上海硅酸盐研究所;
5.中国航发四川燃气涡轮研究院;
6.军事科学院 系统工程研究院;
7.中国航空制造技术研究院 复合材料技术中心
摘要:目的 通过选择合适的复合材料拉伸方向和涂层制备工艺,在 SiCf/SiC 复材上获得高结合强度的Si/Yb2Si2O7 双层涂层。方法 采用真空等离子喷涂技术在 2.5D 编织的 SiCf/SiC 复合材料表面制备 Si 涂层、Si/Yb2Si2O7 双层涂层。采用金相、 XRD、 SEM 和 EDS 对试样进行表征,采用拉伸试验测试涂层的结合强度,观察涂层拉伸后的断裂面形貌,分析涂层结合强度的影响因素。结果 采用胶粘拉拔法, 2.5D 编织的 SiCf/SiC复合材料拉伸后的强度值为(32.41±3.52) MPa, Si 涂层和 Yb2Si2O7 涂层的孔隙率分别为 2.3%和 5.2%, Si 涂层与 SiCf/SiC 复合材料的结合强度为(30.48±4.43) MPa, Si/Yb2Si2O7 双层涂层与 SiCf/SiC 复合材料的结合强度为(26.23±3.13) MPa。Si 涂层在拉伸过程中,部分 Si 层、 SiCf/SiC 复合材料表面纬向 SiC 纤维、 SiC 基体和粘接胶都发生了断裂。Si/Yb2Si2O7 双层涂层在拉伸过程中,大量 Si 层、复合材料表面纬向 SiC 纤维和 SiC基体以及少量 Yb2Si2O7 层被拉开。结论 Si/Yb2Si2O7 双层涂层与 SiCf/SiC 复合材料结合强度较高的主要原因是 SiCf/SiC 复合材料沿拉伸方向强度较高, Si 涂层与复合材料结合强度高。真空等离子喷涂技术有利于减少涂层微观缺陷。Yb2Si2O7 的热膨胀系数与 Si、 SiCf/SiC 相近。Si 涂层与 Yb2Si2O7 涂层化学相容性好。
本文发表在《表面技术》2022年第51卷第3期:P199-P207。
原文官方链接:
http://navo.top/BZnU7v
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