view in publisher's site

High temperature ablation-oxidation performance of SiC nanowhisker toughened-SiC/ZrB 2 -SiC ultra-high temperature multilayer coatings under supersonic flame

Highlights•SiC nanowhisker toughened-SiC/ZrB2-SiC coating on graphite was prepared by RMI method.•The ZrB2–SiC outer coating was prepared by in-situ and ex-situ methods.•The ablation resistance of the ZrB2-SiC coatings were investigated under supersonic flame.•Mass ablation rates for the in-situ ZrB2-SiC coating were 0.083 × 10−3 g cm−2 s−1.•For the ex-situ ZrB2-SiC coating mass ablation rates were 0.064 × 10−3 g cm−2 s−1.AbstractAblation behavior of SiC nanowhisker toughened-SiC/ZrB2-SiC ultra-high temperature multilayer coatings was evaluated under supersonic flame at ∼2173 K for 120s. SiC nanowhisker toughened-SiC/ZrB2-SiC coatings were prepared on graphite substrate by two-step reactive melt infiltration (RMI) method. The ZrB2–SiC outer coating was prepared on the SiC coated graphite surface by in-situ and ex-situ methods. In ex-situ processing, ZrB2 powder was directly introduced into the powder mixture as a raw material. In in-situ processing, ZrB2 phase was formed in the coating by in-situ reaction between ZrO2 and B2O3. The linear and mass ablation rates for the in-situ ZrB2-SiC coating after 120s ablation under supersonic flame were 1.75 μm s−1 and 0.083 × 10−3 g cm−2 s−1 respectively. For the ex-situ ZrB2-SiC coating the linear and mass ablation rates were 1.5 μm s−1 and 0.064 × 10−3 g cm−2 s−1. The results showed that, the ablation resistance of in-situ ZrB2-SiC coating is very close to ex-situ ZrB2-SiC coating which can provide stable protection for the carbon substrate. Moreover, The SiC nanowhisker network structure in both in-situ ans ex-situ ZrB2-SiC coatings not only improved the toughness of the protective film by crack bridging, crack deflection and crack impedance, but also enhanced the bonding ability of protective film by the pinning and framework effects.Graphical abstractDownload high-res image (308KB)Download full-size image

عملکرد اکسیداسیون - اکسایش دمای بالا پوشش‌های multilayer nanowhisker / SiC toughened / zrb ۲ - SiC دمای بسیار بالا تحت شعله مافوق صوت

کاره‌ای مهم: پوشش toughened / SiC / ZrB۲ - SiC بر روی گرافیت با روش RMI تهیه شد. پوشش بیرونی ZrB۲ - SiC با روش‌های درجا و برجا تهیه شد. مقاومت ablation پوشش‌های ZrB۲ - SiC تحت شعله مافوق صوت بررسی شد. نرخ سوزاندن توده برای پوشش in - SiC in - situ gcm - ۳ s - ۲ s - ۱ است. برای پوشش دهی - - SiC - situ، رفتار خوردگی پوشش‌های SiC toughened - ۱۰-۳gcm-۲s-۱.Abst - ZrB۲ - temperature - temperature - SiC - SiC - - - - - high - high تحت شعله مافوق صوت در ۲۱۷۳ K برای ۱۲۰ ثانیه مورد بررسی قرار گرفت. پوشش‌های SiC - SiC - ZrB۲ - SiC بر روی لایه گرافیت به روش دو مرحله‌ای نفوذ مذاب واکنش پذیر (RMI)آماده شدند. پوشش بیرونی ZrB۲ - SiC بر روی سطح گرافیت پوشش داده‌شده با استفاده از روش‌های درجا و برجا آماده شد. در پردازش درجا، پودر ZrB۲ مستقیما به مخلوط پودری به عنوان ماده اولیه معرفی شد. در پردازش درجا، فاز ZrB۲ در پوشش با واکنش درجا بین ZrO۲ و B۲O۳ تشکیل شد. سرعت سوزاندن خطی و جرم در پوشش in - SiC بعد از سوزاندن ۱۲۰ ثانیه تحت شعله مافوق صوت به ترتیب ۱.۷۵ μms - ۱ و ۰.۰۸۳ * ۱۰ - ۳ s - ۱ است. برای پوشش ZrB۲ - SiC، نرخ سوزاندن خطی و توده‌ای ۱.۵ μms - ۱ و ۰.۰۶۴ * ۱۰ - ۳ gcm - ۲ s - ۱ است. نتایج نشان داد که مقاومت ablation پوشش‌های in - SiC در محل بسیار نزدیک به پوشش - - SiC است که می‌تواند حفاظت ثابت را برای لایه کربن فراهم کند. علاوه بر این، ساختار شبکه SiC nanowhisker در هر دو پوشش in - برجا، نه تنها چقرمگی فیلم محافظ را با پین کردن شکاف، تغییر شکل ترک و مقاومت ترک بهبود بخشید، بلکه قابلیت اتصال فیلم محافظ توسط پین گذاری و چارچوب را افزایش داد (۳۰۸ KB)تصویر با اندازه کامل را دانلود کرد.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.