【摘 要】
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对于使用硼硅玻璃作为粘结相的高辐射涂层,其内部较大的内聚强度限制了涂层的应用。鳞片状涂层能够避免烧结及热循环过程中的应力集中,使涂层具有一定的柔韧性。但是由于网状裂纹形成的鳞片相互独立,使得在外力的作用下单个鳞片的受力增加,容易脱落。本文在鳞片涂层的基础上,使用晶须/纤维作为增强相和裂纹结构调整相,同时进一步提高涂层的力学性能。表征了涂层的形貌、物相,并研究了涂层的抗接触损伤性能、抗热震性能和高温
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对于使用硼硅玻璃作为粘结相的高辐射涂层,其内部较大的内聚强度限制了涂层的应用。鳞片状涂层能够避免烧结及热循环过程中的应力集中,使涂层具有一定的柔韧性。但是由于网状裂纹形成的鳞片相互独立,使得在外力的作用下单个鳞片的受力增加,容易脱落。本文在鳞片涂层的基础上,使用晶须/纤维作为增强相和裂纹结构调整相,同时进一步提高涂层的力学性能。表征了涂层的形貌、物相,并研究了涂层的抗接触损伤性能、抗热震性能和高温耐久性等。本文以莫来石晶须为增强相,采用了两种制备方法,研究了晶须及其生长方式对涂层的影响。一步法涂层中晶须含量及长径比更低,但均匀性好;由于烧结过程原料与辐射剂的反应,一步法涂层高温抗氧化性能降低。在干燥过程中,两步法涂层中的裂纹网络的扩展得到抑制,裂纹尺寸减小;烧结过程中,小尺寸的莫来石晶须作用较弱,裂纹的扩展主要受玻璃高温粘度的影响。在力学性能试验中,两步法涂层展现出更好的抗接触损伤和抗热震性。选用成分及形貌更可控的纤维作为增强相,使其在烧结过程中也能影响裂纹结构,同时不会影响涂层的高温性能。当加入长径比为25-30的纤维时,鳞片状裂纹网状结构基本得到了维持。随着添加量的提高,涂层裂纹结构中裂纹的面积和宽度降低,鳞片状裂纹网络中鳞片之间的分离情况也得到了改善,提高了涂层的抗接触损伤性能。在1300°C至室温之间经过20次热循环后,涂层与基体的结合强度仍然能够达到0.410 MPa。
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