氩弧熔覆制备TiB_2基高温陶瓷涂层的性能研究

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氩弧熔覆制备TiB_2基高温陶瓷涂层的性能研究

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毕业论文范文题目：氩弧熔覆制备TiB_2基高温陶瓷涂层的性能研究，论文范文关键词：氩弧熔覆制备TiB_2基高温陶瓷涂层的性能研究
氩弧熔覆制备TiB_2基高温陶瓷涂层的性能研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：本试验以Ti粉、B_4C粉和SiC粉为原料,利用钨极氩弧熔覆方法在石墨基体上原位合成TiB_2基陶瓷涂层。设计了Ti-B_4C和Ti-B_4C-SiC两体系十种方案。通过大量的试验,确定出制备各组分涂层的最佳熔覆工艺参数。利用X射线衍射、扫描电镜对覆层试样的物相及微观组织进行了分析;通过界面抗拉强度、耐烧蚀、高温抗氧化等测试对涂层进行性能分析。研究结果表明:采用氩弧熔覆的方法可在石墨基体上制备出TiB（此处忽略..）_2基陶瓷涂层。熔覆层中TiB_2晶体的形态受凝固过程中Ti、B原子浓度的影响。因此,在Ti与B的不同比例成分下,会呈现出不同的生长形态(扁长的叶状、细针状和不规则的长条状),它们在熔覆层中的均匀分布将显著提高熔覆层的强化效果。SiC加入后,均匀分布于TiB_2组织中,对涂层的耐烧蚀、抗氧化性能有明显的改善作用。利用氩弧熔覆的方法制备的陶瓷涂层与石墨基体有良好的结合性能,从微观形貌上看,熔覆层与基体在界（略..）面处相互渗透,发生了良好的冶金结合。覆层在C/C复合材料上的界面结合性能测试结果表明:覆层与基体之间的界面结合强度可达8.8MPa。在1200℃的高温氧化11h条件下,Ti-B_4C体系试样抗氧化最优比例为n(Ti):n(B_4C)=1:1,覆层内部已被完全氧化,氧化失重为34.4mg/cm2;而加入SiC后,氧化过程中SiO_2与TiO_2互溶,在表面形成一层玻璃相,紧紧覆盖于覆层陶瓷表面,阻碍氧原子的渗入,大大提高了覆层抗氧化性能。（本文此处忽略..）Ti-B_4C-SiC体系试样抗氧化最优比例为n(Ti):n(B_4C):n(SiC)=1:5:3,在1200℃的高温氧化11h条件下,氧化深度约为10μm,氧化失重仅为2.8mg/cm2。由于石墨酥松、多孔,等离子烧蚀试验中,烧蚀性能表现很差,质量烧蚀率为29.33mg/s;而碳-瓷复合材料抗烧蚀性能最好比例为n(Ti):n(B_4C):n(SiC)=1:5:4,其烧蚀率仅为1.18mg/s,比无涂层的石墨抗烧蚀性能提高近25倍。Ti-B_4C体系覆层陶瓷烧蚀后表面损失严重（本文此处忽略..）,而加入SiC后,可以明显改善覆层的抗烧蚀性能。这是由于烧蚀过程中出现玻璃相TiO_2与SiO_2的互溶体,其高温下具有流动性,附着于覆层表面,可以有效地对覆层表面出现的孔洞进行浸润和愈合,使组织致密、连续、完整,故覆层表现出良好的抗烧蚀性能。

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