СТРУКТУРНО-ФАЗОВІ ПЕРЕТВОРЕННЯ В ПЛАЗМОВОМУ ПОКРИТТІ ZrB₂–SiC–AlN НА ПІДКЛАДЦІ C/C–SiC В РЕЗУЛЬТАТІ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ТЕРМОЦИКЛІЧНОГО НАГРІВУ

Анотація

Отримано плазмове покриття на підкладці C/C–SiC із композиційного порошку (% (мас.)) 60ZrB₂ + 20SiC + 20AlN, вивчено його склад і структуру. Покриття товщиною 320–370 мкм характеризується гетерофазною структурою, без пор і тріщин, зі щільним приляганням до основи. Фазовий склад покриття відповідає складу вихідного порошку. Зразок із покриттям окиснювали у надзвуковому кисень-пропан-бутановому потоці пальника з температурою полум’я ~2000 °С у режимі термоциклювання (нагрів 2 хв., охолодження 10 хв, всього 15 циклів). Основними фазами приповерхневих шарів покриття є діоксид цирконію m-ZrO₂ та мулітний твердий розчин Al₂SiO₅. При цьому швидкість окиснення становила <7 мкм/хв. На основі аналізу мікроструктури та елементного хімічного аналізу поперечного перерізу вихідного та окисненого покриттів встановлено механізм високотемпературного окиснення. Виявлено утворення оксидного шару на основі муліту Al₂SiO₅ із включеннями сфероїдизованих зерен m-ZrO₂ розміром 1–2 мкм. На його поверхні формується тонка аморфна оксидна плівка системи SiO₂–Al₂O₃ на основі SiO₂. Отримані результати свідчать про стійкість покриття до високотемпературного окиснення до температур ≤2000 °С.