图 1 是莫来石/硅酸钇涂层 C/SiC 复合材料氧化前后横截面的扫描电镜照片。从图 1a 可以看出,莫来石/硅酸钇双层涂层层间结合紧密,没有明显界面,且与基底连接紧密,总厚度约为 200 μm。涂层与基底之间的结合强度测试值为 4.19 MPa,断裂形式为涂层从基底上全部脱落,说明涂层内部和层间结合强度高于与基底的结合强度。由于喷砂处理无法去除 C/SiC 复合材料编织结构带来的表面起伏,导致喷涂时表面凹处的堆积效果受到影响,因此涂层结合强度较低。涂层中存在较多的孔隙和微裂纹,是等离子喷涂制备涂层的典型形貌,喷涂过程中,高速熔融粒子撞击到已凝固的沉积层表面时,由于对粗糙表面的不完全填充以及与粒子之间的不完全结合,不可避免地在粒子层结合部位产生了孔洞和缝隙。从图 1b 可以看出,氧化实验后涂层保持完整,内部孔隙有所减少,说明高温下有玻璃相生成并封填了部分孔隙和裂纹。

图 1 氧化前后莫来石/硅酸钇涂层 C/SiC 复合材料的截面微观形貌
图 2 是莫来石/硅酸钇涂层氧化前后的 XRD 图谱,由莫来石涂层和硅酸钇涂层喷涂后的表面 XRD 谱线可以看出两者主晶相分别为 3Al2O3·2SiO2和 Y2Si2O7,谱线中均未出现 C 或 SiC 相的特征峰,说明涂层在C/SiC 复合材料表面的包覆较为严密。由莫来石/硅酸钇涂层氧化后的表面 XRD 谱线可以看到仅有 1 个微弱的 SiO2峰和 1 个 Y -Si-Al-O 粘流相的馒头峰 (29°) ,说明莫来石/硅酸钇涂层氧化后表面大部分为 SiO2玻璃相和低共熔点 Y -Si-Al-O 玻璃相。

图 2 莫来石涂层氧化前、硅酸钇涂层氧化前和双层涂层氧化后的 XRD 图谱
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