[发明专利]自愈合SiC/ZrSi2

说明书

本发明涉及一种自愈合SiC/ZrSi₂‑MoSi₂涂层材料及制备方法，其特征在于由以下质量百分比的成分组成：20％～50％ZrSi₂，50％～80％MoSi₂。在MoSi₂陶瓷中引入均匀分布的ZrSi₂使热喷涂陶瓷涂层中的裂纹尺寸从8.3μm减小到4.5μm。作为自愈合相，ZrSi₂能在1450℃高温条件下氧化3～10h生成SiO₂玻璃流动相愈合裂纹；同时生成ZrO₂，发生体积膨胀并在涂层中产生压应力，抑制了降温过程中裂纹的产生。与传统方法相比，自愈合SiC/ZrSi₂‑MoSi₂陶瓷涂层的抗氧化性能由现有的29h失重2.24％提高到41h增重1.89％，且涂层截面无明显缺陷。拥有自愈合性能将使该涂层满足作为C/C复合材料高温涂层材料的要求。

技术领域

本发明属于自愈合涂层材料技术领域，涉及一种自愈合SiC/ZrSi₂-MoSi₂涂层材料及制备方法，具体涉及一种通过引入合金组分ZrSi₂制备具有自愈合性能的SiC/ZrSi₂-MoSi₂复相陶瓷涂层的方法。

背景技术

C/C复合材料作为高温热结构材料在航空航天等领域有着广泛应用前景，然而在高于400℃的含氧气氛中就会被氧化腐蚀，从而严重影响材料的性能，制备高温涂层是解决该问题的有效途径。MoSi₂陶瓷具有优异的高温抗氧化性能，是涂层的候选材料之一。然而，陶瓷材料存在脆性大、易断裂的缺点，尤其是用等离子喷涂法沉积的涂层，在制备过程中不可避免的受到温度骤变的影响，从而导致裂纹的产生。在涂层服役的过程中，裂纹会不断扩展，为氧气提供扩散通道，加速基底的氧化破坏甚至导致涂层剥落失效，使基体暴露受到侵蚀，这极大的限制了其实际应用的可靠性。因而，亟需研制一种能够愈合裂纹并恢复结构完整性的高温涂层。