Како се СИЦ премаз побољшава отпорност на оксидацију угљеника?

Карбонски осећајИма одлична својства као што су ниска топлотна проводљивост, мала специфична топлота и добре топлотне стабилности високе температуре. Често се користи као топлотни изолациони материјал у вакуум или заштитној атмосфери и широко се користи у пољу полуводича. Међутим, у окружењу са температуром већем од 450 ℃, осећај угљеника ће се брзо оксидовати, што резултира брзим уништавањем материјала. Обрада окружења полуводича је често већа од 450 ° Ц, тако да је посебно важно побољшати отпорност оксидације угљеника.

Зашто биратиСички премаз?

Површински премаз је идеална метода анти-оксидације за производе карбонских влакана. Анти-оксидациони премази укључују металне превлаке, керамичке премазе, стаклене премазе итд. Међу керамичким премазима, СИЦ има одличну отпорност на високотемпературу и добру физичку и хемијску компатибилност са производима од угљених влакана. Када се СИЦ оксидира на високој температури, СиО2 генерисан на њеној површини може да напуни пукотине и друге оштећења у премазу и блокира продирање О2, чинећи га најчешће коришћеним материјалом за превлачење у облозима производа у угљенику.

Како извести СИЦ премаз на филцу угљеника?

СИЦ премаз је припремљен на површини угљеника угљеника угљеника хемијским таложењем паре. После ултразвучног чишћења, припремљени осећај угљеника је осушено на 100 ℃ током одређеног времена. Осјећај угљеника је загреван до 1100 ℃ у вакуумској пећи, са АР као распуштеним гасом и Х2 као носач, и гријани трихлорометил силоксан довели су се у реакциону комору методом Бубблера. Принцип таложења је следећи:

Цх₃Схицк (г) → сиц (с) + 3ХЦл (г)

Како изгледа површина од сеине у облику суштине?

Користили смо Д8 рендгенски дифрактометар (КСРД) за анализу фазне састава осећаја карбона СИЦ-а. Из КСРД спектра карбона СИЦ-а, као што је приказано на слици 1, постоје три очигледне дифракције врхови на 2θ = 35,8 °, 60.2 °, а 72 °, која одговарају (311) Кристалне авионе β-сиц. Може се видети да је премаз формиран на површини осећаја угљеника β-сиц.

Слика 1 КСРД спектар се осетио сичког премаз угљеника

Користили смо магеллан 400 скенирању електронског микроскопа (СЕМ) да посматрамо микроскопску морфологију угљеника који се осећа пре и после премаза. Као што се може видети са слике 2, угљенична влакна унутар оригиналног угљеника неравна су дебљине, хаотично распоређена, са великим бројем празнина и ниска укупна густина (око 0,14 г / цм3). Присуство великог броја празнина и ниске густине главни су разлози зашто се осећај угљеника може користити као топлотни изолациони материјал. На површини угљених влакана налази се велики број жљебова унутар оригиналног угљеника који се осетио дуж оси влакана, што помаже у побољшању снаге везања између премаза и матрице. 

Од поређења слика 2 и 3, може се видети да су угљенична влакна унутар осећаја угљеника премаза прекривена СИЦ премазима. СИЦ премази формирају се малим честицама чврсто сломљеним, а премази су уједначени и густи. Чврсто су везани за матрицу угљених влакана, без очигледних љуштења, пукотина и рупа, а не постоји очигледно пуцање на везу са матрицом.

Слика 2 Морфологија осећаја угљеника и крајњег краја карбонских влакана пре наношења

Слика 3 Морфологија осећаја угљеника и појединачног угљеника и завршава се након премаза

Како се манифестира отпорност оксидације о отпору се осећања у облику сена?

Извршили смо термогравиметријску анализу (ТГ) о обичном угљеном угљеници и осећај угљеника СИЦ-а, респективно. Стопа грејања је била 10 ℃ / мин, а брзина протока ваздуха је била 20 мл / мин. Слика 4 је ТГ крива угљеника, где је слика 4а крива неизног угљеника и слике 4б је ТГ крива угљеника ТГ-а. Може се видети на слици 4а да се не убрзају око 600 ℃. Отприлике 790 ℃, преостала масовна фракција узорка је 0, што значи да је то потпуно оксидирало. 

Као што је приказано на слици 4Б, узорак угљеника угљеника није губитак масовног губитка када температура расте са собне температуре на 280 ℃. На 280-345 ℃ Узорак почиње да се постепено оксидира, а стопа оксидације је релативно брза. На 345-520 ℃, напредак оксидације успорава. Отприлике 760 ℃, масовни губитак узорака достиже максимум, што је око 4%. На 760-1200 ℃, како температура расте, маса узорка почиње да се повећава. То јест догађа се дебљање. То је зато што се СИЦ на површини угљених влакана оксидира да формира СИО2 на високој температури. Ова реакција је реакција стечања тежине, што повећава масу узорка.

Поређење слике 4а и слике 4б, може се наћи да је на 790 ° Ц, обичан угљеник у потпуности оксидира, док је стопа мршављења у тежини усаглашености у облику усана у облику рубља налик на 4% око 4%. Када се температура порасте на 1200 ℃, маса карбона за превлачење се осећала чак и повећава се мало због генерације СиО2, што указује да се СИЦ премаз може значајно побољшати отпорност на оксидацију високог температура угљеника.

Сл. 4 ТГ крива угљеника

ТхеСички премазУспешно припремљено на угљеник који је осетио хемијском таложењем паре равномерно је дистрибуиран, непрекидан, густо сложен и нема очигледне рупе или пукотине. Сички премаз је чврсто повезан са подлогом без очигледних празнина. Има веома снажну способност анти-оксидације.