中南大学刘新利：浆料烧结法制备Ta基体上多组分硅化物陶瓷涂层的微观结构及性能
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Ceramics International
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Microstructure and properties of multicomponent silicide ceramic coatings on Ta substrate prepared by slurry sintering method
Tian D.; Zhao G.; Wang D.; Liu X.
Published：2024-01-01
DOI：10.1016/j.ceramint.2024.04.209
研究背景
在当今社会，材料科学领域一直在寻找更有效的方法来提高材料的性能，特别是在高温氧化环境下的耐受性。然而，传统的涂层技术在某些方面仍存在挑战，如何提高涂层的抗氧化性能一直是一个亟待解决的问题。
研究内容
最近一项研究在《Ceramics International》期刊上发表了题为“利用浆料烧结法在Ta基底上制备多组分硅化物陶瓷涂层的微观结构与性能”的论文。研究采用了高熵硅化物（Mo<sub>0.2</sub>Cr<sub>0.2</sub>Ta<sub>0.2</sub>Nb<sub>0.2</sub>W<sub>0.2</sub>)Si<sub>2</sub>，简称MeSi<sub>2</sub>，通过浆料烧结法成功涂覆在Ta基底上。研究首先通过机械合金化硅化物粉末获得前驱体粉末，然后将粉浆涂覆在Ta基底上，并对样品进行烧结。与之相比，还合成了通过卤化物活化包气法制备的TaSi<sub>2</sub>涂层。随后，对MeSi<sub>2</sub>涂层和TaSi<sub>2</sub>涂层的静态氧化抗性进行了检测，结果显示MeSi<sub>2</sub>涂层在1200°C下表现出超过60小时的有效保护时间。MeSi<sub>2</sub>涂层在Ta基底上的保护效果和持续时间明显优于TaSi<sub>2</sub>，表明硅化物涂层的高熵效应导致了氧化抗性的改善。在氧化过程中，涂层逐渐形成了外层SiO<sub>2</sub>层，接着是MeSi<sub>2</sub>、Me<sub>5</sub>Si<sub>3</sub>、TaSi<sub>2</sub>和Ta<sub>5</sub>Si<sub>3</sub>层。随着氧化的进行，MeSi<sub>2</sub>逐渐转变为Me<sub>5</sub>Si<sub>3</sub>，导致涂层的抗氧化能力下降。
研究意义
这项研究的创新之处在于成功制备了高熵硅化物涂层，提高了涂层在高温氧化环境下的稳定性。研究结果为材料科学领域的涂层技术带来了新的思路，有望在未来的工业应用中发挥重要作用，为提高材料性能提供了新的途径。
希望这篇文章能帮助你更好地了解这一研究领域的最新进展！
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