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亚博买球涂层经过长时间氧化后的SEM形貌图
    图4.6分别是莫来石/SiC/A1203/Si亚博买球涂层经过长时间氧化后的SEM形貌图。可以看出,随着氧化时间的增加,亚博买球涂层表面更趋于光滑,同时氧化时间长的亚博买球涂层,其表面冷却凝结的玻璃物质也越多。亚博买球涂层表面玻璃物质越多、玻璃物质的流动性和连续性越好,则亚博买球涂层的裂纹就会被封闭的越好。从图中可以观察到裂纹基本上被光滑的玻璃物质封闭了,亚博买球涂层的表面很少发现裂纹。随氧化时间的延长,亚博买球涂层表面的暗色物质减少,亚博买球涂层表面变得连续,这是由于表面的Si和SiC物质随着氧化时间的延长会逐渐被氧化,使得表面的氧化产物Si0:变多。同时亚博买球涂层中的液态Si增加,也使得亚博买球涂层表面更加连续光滑。但是亚博买球涂层在长时间氧化后,表面出现一些小的孔洞,这应该是亚博买球涂层氧化产生的气体逸出时所产生的。亚博买球涂层的抗热震性能本实验采用的抗热震性能检测的方法是:将样品置于13 00 0C电炉中保温15分钟取出后在空气中冷却至室温,然后再置于13 00 0C的电炉中保温,如此为一个循环,重复以上操作多次。SiC表面Si0:膜的保护与失效碳化硅材料本身具有的抗氧化性能是因为在SiC钝性氧化过程中表面形成一层致密的Si0:薄膜。鉴于SiC材料在高技术领域的应用背景,弄清SiC钝性氧化的动力学过程,对于提高抗氧化亚博买球涂层性能是极为重要的。碳化硅钝性氧化的过程实际上包含三个过程(反应式4-9,4-3,4-4)。
    (1)氧通过Si0:扩散到Si02/SiC界面上;
    (2)氧在Si02/SiC界面上与SiC反应;
    (3)反应的气体产物通过Si0:扩散。
    研究显示:在SiC钝性氧化初期(氧化层厚度<1 Onm,材料氧化速率受界面反应控制(过程2),反应速率为常数,SiC表面生成Si0:膜的厚度与时间呈线性关系;如果反应由扩散控制,表层Si0:膜的厚度与时间呈近似抛物线规律,反应速率将随时间增加而减小。反应式(4-10和(4-11)的吉布斯自由能均大于零,因此反应(4-10和(4-11)均不能向右方向进行。对于反应(4-12)是否能向右进行,要根据化学反应等温式:4G5一:Ge5+RT1nJ5=1446284-687.21 T+RTIn进行计算。反应中产生的CO和Si0要想从SiC表面和Si0:膜逸出,凡。+氏。总压力至少要等于大气压。当4G5=0时对应温度为2048K,只有温度高于此值时反应(4-13才能向右进行。因此,除非SiC发热体本身温度过高,在通常使用温度下,SiC和Si02膜界面处发生反应是很困难的。www.sdzygw.com
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