多孔氮化硅基陶瓷表面涂層的制備.pdf

1、為改善多孔氮化硅基陶瓷材料的強(qiáng)度，本課題擬在多孔陶瓷基體表面制備較為致密的表層。以氧化鋁溶膠為分散介質(zhì)，Si粉為反應(yīng)骨料，制備氧化鋁溶膠-Si粉復(fù)合型料漿。添加表面活性劑改善料漿的穩(wěn)定性，添加Y2O3、MgO作為燒結(jié)助劑改善高溫?zé)Y(jié)性。采用浸漬提拉法反復(fù)涂覆在預(yù)處理后的基體表面制備涂層。分析料漿的穩(wěn)定性機(jī)理，涂層隨溫度的物相結(jié)構(gòu)變化、表層與基體的結(jié)合特性等。
　　 以PEG-400作為表面活性劑的料漿的穩(wěn)定性最好，添加1.5wt

2、％的PEG-400，固含量為10 wt％的料漿粘度約為5 mPa·s，表現(xiàn)為牛頓流體特性，料漿的穩(wěn)定性好，適合多孔基體涂覆用料漿。在該料漿體系中，氧化鋁溶膠膠粒通過-OH與Si粉表面的Si-O基團(tuán)交聯(lián)，吸附到顆粒的表面。加入1.5 wt％的PEG-400時(shí)，對(duì)Si粉表面的潤(rùn)濕作用最佳，PEG-400一端通過羥基吸附在顆粒表面，另一端與氧化鋁溶膠的-OH基團(tuán)相連，這些連接的基團(tuán)圍繞在顆粒周圍，起到空間位阻的作用，有利于Si粉的穩(wěn)定。料漿涂

3、覆在多孔基體表面時(shí)，料漿中的氧化鋁溶膠由于其流動(dòng)性會(huì)優(yōu)先滲透到基體的孔隙中，填充孔隙并形成具有一定厚度的溶膠層，料漿中的顆粒沉積在溶膠層上。
　　 采用不添加燒結(jié)助劑的料漿涂覆，1420℃N2氣氛下燒結(jié)的樣品表面有β-Sialon和Al2O3。制備的表層在靠近基體的區(qū)域形成致密的中間層，中間層的上面是疏松的結(jié)構(gòu)。涂覆的表層與基體結(jié)合不緊密。采用添加燒結(jié)助劑的料漿涂覆的樣品，在1420℃N2氣氛下燒結(jié)后表層有β-Sialon、Al