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SiCf/SiC复合材料耐高温氟熔盐腐蚀性能研究

         
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摘要

Corrosion behavior of SiCf/SiC composites, which were prepared via molten infiltration(MI), polymer impregnation and pyrolysis(PIP), and chemical vapor infiltration process(CVI), respectively, was studied by immersion in 46.5mol% LiF-11.5mol% NaF- 42.0mol% KF eutectic salt at 800℃. The evolution of phase composition and microstructure was characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscope with energy dispersive spectrometer. The SiC matrix of SiCf/SiC composites, derived from different preparation process, has different compositions and microstructures, leading to various compatibility with fluoride salt at high temperature. Residual free Si in MI-SiC matrix and O-contained phase in PIP-SiC matrix are the weak area with worse corrosion resistance in liquid fluoride salt and will be corroded preferentially in terms of thermodynamic. Due to the higher purity and better crystallinity over the MI-SiC matrix and PIP-SiC matrix, CVI-SiC matrix shows more excellent compatibility with fluoride salt at high temperature and has the smallest corrosion rate of 0.0445 μg/(mm2·h). Least weak area confined to the O-rich boundaries between deposited layers may account for the good corrosion resistance of CVI SiC matrix.%实验研究了熔渗(MI)工艺、浸渍-裂解(PIP)工艺和化学气相渗透(CVI)工艺制备SiCf/SiC复合材料在800℃的氟熔盐(46.5mol%LiF-11.5mol%NaF-42.0mol%KF)中的腐蚀行为,通过X射线衍射仪、扫描电镜以及能谱仪等表征手段,对腐蚀前后样品的物相组成和微观结构进行了分析.实验结果表明,不同工艺获得的SiC基体与高温氟熔盐的相容性与基体组成有关;MI-SiC中的游离Si相以及PIP-SiC和CVI-SiC中的富氧相是SiC基体中的两种腐蚀弱区,易被熔盐选择性腐蚀;MI-SiCf/SiC复合材料以纤维束间游离Si基体腐蚀为主,PIP-SiCf/SiC复合材料基体腐蚀损伤集中在网络状富氧带,CVI-SiCf/SiC复合材料的腐蚀损伤主要是沉积层间的含氧边界以及由此造成的基体层状剥离.与MI和PIP样品相比,CVI基体纯度高,结晶度好,表观腐蚀速率仅为0.0445μg/(mm2·h),具有更好的耐氟熔盐腐蚀性能.

著录项

  • 来源
    《无机材料学报》 |2017年第11期|1133-1140|共8页
  • 作者

    王洪达; 周海军; 董绍明; 王震; 胡建宝; 冯倩;

  • 作者单位

    中国科学院 上海硅酸盐研究所, 结构陶瓷与复合材料工程研究中心, 上海 200050;

    中国科学院 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050;

    中国科学院大学 研究生院, 北京 100049;

    中国科学院 上海硅酸盐研究所, 结构陶瓷与复合材料工程研究中心, 上海 200050;

    中国科学院 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050;

    中国科学院 上海硅酸盐研究所, 结构陶瓷与复合材料工程研究中心, 上海 200050;

    中国科学院 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050;

    中国科学院 上海硅酸盐研究所, 结构陶瓷与复合材料工程研究中心, 上海 200050;

    中国科学院 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050;

    中国科学院 上海硅酸盐研究所, 结构陶瓷与复合材料工程研究中心, 上海 200050;

    中国科学院 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050;

    东华大学 分析测试中心, 上海 201600;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 陶瓷工业;
  • 关键词

    SiCf/SiC复合材料; 制备工艺; 氟熔盐; 腐蚀行为;

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