硅碳棒材料表面的原始缺陷得到了改善
對(duì)于被動(dòng)氧化,由于在氧化初始階段形成了Si0:保護(hù)膜,因此硅碳棒材料表面的原始缺陷得到了改善,例如部分裂紋愈合或裂紋尖端“鈍化”以及強(qiáng)度的材料增加了。隨后,隨著氧化溫度的升高,SiO:保護(hù)膜經(jīng)歷相變,并且由相變引起的體積變化使得材料結(jié)構(gòu)疏松并且強(qiáng)度降低。然而,隨著SiO0膜的結(jié)晶完成,材料的強(qiáng)度增加,并且氧化過程進(jìn)入更穩(wěn)定的狀態(tài)。對(duì)于主動(dòng)氧化,由于硅碳棒會(huì)以氣態(tài)CO的形式揮發(fā),因此硅碳棒材料的強(qiáng)度會(huì)不斷降低。研究表明,在1400℃下,Po為1.5X10-2,硅碳棒材料的強(qiáng)度僅在20小時(shí)內(nèi)下降了約50%。
水蒸氣與硅碳棒電熱元件的反應(yīng)微量蒸汽和硅碳棒電熱元件的氧化作用非常明顯。在高溫下,水蒸氣與硅碳棒電加熱元件之間的反應(yīng)非常強(qiáng)烈。反應(yīng)方程式如下:硅碳棒3H20SiOzCO3H2由于上述原因,硅碳棒加熱元件在水蒸氣中的使用比在空氣中的氧化速率快得多。硅碳棒水蒸氣和堿性物質(zhì)的主動(dòng)氧化和腐蝕會(huì)大大降低硅碳棒的使用壽命。對(duì)于多孔硅碳棒材料,長期的被動(dòng)氧化也會(huì)嚴(yán)重?fù)p害材料的性能,因此非常有必要提高硅碳棒的抗氧化性和耐腐蝕性。表面涂層是減緩材料高溫氧化并延長使用壽命的重要方法。由材料表面和高溫環(huán)境介質(zhì)之間的涂層形成的隔離層可防止環(huán)境介質(zhì)與材料表面之間的直接接觸。以達(dá)到抗氧化的目的。目前,國內(nèi)外對(duì)硅碳棒抗氧化涂料進(jìn)行了大量的研究,希望制備出一種能盡可能延長硅碳棒材料使用壽命并增加溫度和范圍的涂料使用。
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