SiC_f/TC17复合材料界面热稳定性及元素扩散机理

摘要

采用磁控溅射先驱丝法并结合真空热压技术制备SiC_f/TC17复合材料,并在973,1023,1073和1123 K进行长时热暴露实验.结果表明,在热压和热暴露过程中,界面附近的元素扩散形式主要为化学反应和浓度梯度导致的界面互扩散,以及基体相变扩散.化学反应扩散是C和Ti扩散的主要动力,也是反应层形成和长大的原因;原于浓度梯度使Si,Al,Mo,Cr,Zr和Sn在C层/反应层界面进行下坡扩散,但扩散程度有限;基体相变扩散使Al向α相偏聚,Mo和Cr向β相偏聚,Sn向Ti_3AlC偏聚,同时使这些元素的界面互扩散受到抑制.界面热稳定性研究表明,SiC_f/TC17复合材料的反应层长大激活能为138 kJ/mol,该材料界面在973 K及以下温度是长时稳定的.