石墨表面TiC梯度涂层的制备及结构调制

编号：NMJS07126

篇名：石墨表面TiC梯度涂层的制备及结构调制

作者：胡厅 万红 华叶 龚瑾瑜 陈兴宇

关键词： 石墨 TIC 梯度涂层 固渗法 原位反应机理

机构： 国防科技大学空天科学学院

摘要： 在石墨表面原位反应形成TiC梯度涂层可以有效地提高石墨的高温耐氧化性能。本实验采用实验与化学热力学计算相结合的方法,探究了以Ti、TiO2和NH4Cl为固渗剂在石墨表面原位反应制备TiC梯度涂层的机理,并在涂层形成动力学过程分析的基础上,研究了温度和压力对涂层结构的影响规律。研究结果表明,在石墨基体固渗Ti的过程中,TiO2不是起惰性填料的作用,而是作为反应物参与反应,并促进TiC的原位反应形成,这与该固渗剂在碳钢表面形成TiC的机理不同。在不改变固渗剂成分的条件下,增大反应气体TiCl3(g)分压有利于气体扩散速率的提高,从而增大梯度涂层的厚度;提高固渗温度一方面提高TiCl3(g)扩散速率而增加梯度涂层的厚度,另一方面又提高TiCl3(g)与石墨原位反应形成TiC的速度,从而降低反应气体的渗透率。因此,通过调整固渗温度可使涂层的结构发生改变。在现有的实验条件下,将固渗温度从1000℃提高到1500℃,梯度涂层的厚度不断减小,表面涂层的厚度不断增大,涂层由TiC梯度涂层转变为TiC表面涂层结构。