包埋固渗，料浆涂覆+热处理原位反应制备HfB2-MoSi2/SiC-Si双层复合涂层及其高温氧...

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P. Zhang, Q. Fu, C. Cheng, X. Zhu, J. Huang, J. Zhang, W. Li, Comparing oxidation behaviors at 1773 K and 1973 K of HfB2-MoSi2/SiC-Si coating prepared by a combination method of pack cementation, slurry painting and in-situ synthesis, Surface and Coatings Technology 403 (2020) 126418.
作者学术ID
ZHANG Pei: orcid.org/0000-0002-8293-1866 (Scopus Author ID: 56502584700)
(https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56502584700)
2020 - 2021        State Key Laboratory of Solidification Processing, Xi'an, China
2020 - 2021        Northwestern Polytechnical University, Xi'an, China
2015 - 2016        Xi'an University of Science and Technology, Xi'an, China
Cermet Cements; Titanium Carbonitride; Carbothermal Reduction
Composite Coatings; Electroplating; Potentiodynamic Polarization
Sprayed Coatings; Hot Corrosion; Cermet Cements

1) P. Zhang, Q. Fu, C. Cheng, X. Zhu, J. Huang, J. Zhang, W. Li, Comparing oxidation behaviors at 1773 K and 1973 K of HfB2-MoSi2/SiC-Si coating prepared by a combination method of pack cementation, slurry painting and in-situ synthesis, Surface and Coatings Technology 403 (2020) 126418. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.126418
2) X. Zhu, Y. Zhang, Y. Su, Y. Fu, P. Zhang, SiC-Si coating with micro-pores to protect carbon_carbon composites against oxidation, J. Eur. Ceram. Soc. 1 (2021) 114-120. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2020.08.045
3) P. Zhang, Q. Fu, D. Hu, C. Cheng, X. Zhu, Oxidation behavior of SiC-HfB2-Si coating on C/C composites prepared by slurry dipping combined with gaseous Si infiltration, Surface and Coatings Technology 385 (2020) 125335. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.125335
4) M. Xu, L. Guo, J. Huang, P. Zhang, Microstructure and resistance to thermal shock of SiC coatings that are prepared on C/C-composite pyrocarbon matrices of various textures, Ceram. Int. (2020). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.12.122
5) Qiangang Fua*1 , Pei Zhanga1, Lei Zhuanga , Lei Zhoua , Jiaping Zhanga , Jie Wangb , Xianghui Houc , Ralf Riedela,d . Hejun Li. Micro/nano multiscale reinforcing strategies toward extreme high-temperature applications: Take carbon/carbon composites and their coatings as the examples, Journal of Materials Science and Technology, 2021(Accepted)

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来源：凝固国家重点实验室 http://sklsp.nwpu.edu.cn/

近期，西北工业大学张佩（凝固技术国家重点实验室，陕西省纤维增强轻质复合材料重点实验室）等人报道了“HfB2-MoSi2/SiC-Si 复合涂层制备及其1773 K与1973 K氧化行为研究”的相关工作。该工作以C、Si、Al2O3、HfB2和Mo为原料，先采用包埋法在C/C复合材料表面制备了SiC-Si过渡涂层，以缓解外涂层与基体之间的热适配；进而结合料浆浸渍，经热处理后Mo和Si原位反应形成MoSi2，最终制备得到HfB2-MoSi2/SiC-Si复合涂层。研究发现涂层试样1973 K抗氧化性能优于1773 K。X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和热力学（吉布斯自由能变-温度，氧分压-温度）计算结果表明抗氧化性差异主要归因于：1973 K氧化后试样表面形成了氧渗透率低、高温稳定性好、流动自愈能力强的Hf-Si-O多相氧化膜，可有效填充孔洞等缺陷；而在1773 K氧化时，涂层试样表面的Hf-Si-O氧化膜层疏松，脆性大，进而大量的氧气进入内涂层以及C/C基体，最终严重失重。本工作有助于更好地理解SiC基涂层的高温氧化行为，且能为较好地指导未来碳基复合材料表面抗氧化性优异复合涂层的开发提供一定的借鉴意义。

参考文献：Zhang P, Fu QG, Cheng CY, Zhu XF, Huang JG, Zhang JP, Li W. Comparing oxidation behaviors at 1773 K and 1973 K of HfB2-MoSi2/SiC-Si coating prepared by combination of pack cementation, slurry painting and in-situ synthesis. Surf Coat Tech 2020;403:126418. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.126418

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装备环境工程发展论坛-付前刚教授-抗氧化抗烧蚀碳/碳复合材料研究

《装备环境工程》  装备环境工程 2020-10-14




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01
论坛报告人简介



付前刚，2001年、2004年和2007年在西北工业大学材料学院分别获得学士、硕士和博士学位，2008年破格晋升为副教授，2011年破格晋升为教授。目前担任西北工业大学材料学院党委书记，陕西省纤维增强轻质复合材料主任，陕西省高性能长寿命陶瓷涂层创新团队负责人，陕西省碳/碳复合材料工程中心副主任。兼任中国复合材料常务理事，中国材料研究学会理事，中国材料研究学会青年工作委员会理事，中国硅酸盐学会测试技术分会理事，中国金属学会炭素材料分会委员，中国复合材料学会空天动力复合材料及应用专委会委员；主要从事抗氧化抗烧蚀碳/碳复合材料研究，主持国家自然基金（5项）、国防基础科研等10余项课题。在Adv.Mater., Carbon, J Am. Ceram. Soc., Corros. Sci. 等期刊发表SCI收录论文300余篇。授权专利43项。2012年入选首批基金委优青，2013年入选首批中组部万人计划-青拔，2017年入选第三批万人计划-科技创新领军人才，教育部新世纪优秀人才、首批陕西省青年科技新星，博士论文入选全国百篇优博。担任《Journal of Materials Science & Technology》、《中国科学: 技术科学》、《无机材料学报》等五种期刊编委。以第二完成人获国家自然科学二等奖、教育部技术发明一等奖和陕西省科学技术一等奖，获国防科技创新团队奖和陕西省青年科技奖。




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论坛报告简介



碳/碳(C/C)复合材料是先进空天飞行器及其动力系统不可或缺的战略性材料，但高温易氧化、性能不稳定，严重制约了该材料在高温极端环境下的可靠应用。报告人所在团队长期从事抗氧化抗烧蚀C/C复合材料研究，在性能挖掘与调控、长寿命耐高温防护涂层方法等方面取得理论与技术创新，有效支撑了该材料的工程化应用。报告主要内容包括：揭示了不同织构热解碳的形成机理，实现了热解碳织构精细调控，发明了原位生长碳纳米管强韧化界面改性方法，将C/C复合材料1700℃弯曲强度提升至790MPa；创立了纳米线增韧抗氧化/烧蚀涂层研究新方向，提出多相镶嵌涂层与预氧化构造钉扎缓冲界面层结构设计新思路，突破了传统涂层易开裂和剥落、与基体界面相容性不足的技术难题，所制备涂层在1500℃空气环境中防护时间超过1800小时。研究成果已在航空、航天和兵器等领域得到应用。












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