Способ получения защитного диффузионного кремнийсодержащего покрытия на углеграфитовых материалах Советский патент 1992 года по МПК B22F3/24 B22F7/04 

Изобретение относится к получению защитных, а именно жаростойких и эрозион- ностойких покрытий на углеграфитовых материалах (УМ), в том числе углерод-углеродных композиционных материалах (УУКМ), и может быть использовано в различных областях техники, например в авиационной технике, в химическом и энергетическом машиностроении, для защиты указанных материалов от высокотемпературного окисления и эрозии

Целью изобретения является интенсификация процесса силицирования за счет увеличения скорости поглощения кремния при образовании диффузионного кремний- содержащего покрытия на УМ.

Цель достигается тем, что передсилици- рующей термообработкой на поверхность

защищаемого изделия предварительно наносят диффузионный слой карбида титана.

Способ осуществляют следующим образом.

На поверхность изделия из УМ любым методом (парофазным, газофазным, порошковым) наносят диффузионный слой карбида титана толщиной 10-50 мкм. Затем изделие помещают в порошковую среду, содержащую элементарный кремний, и отжигают. Отжиг проводят в вакууме 10 Па или в атмосфере инертного газа, например аргона, при температурах 1300-1450°С в течение 3-5 ч.

П р и м е р ,1. Образцы УУКМ с кажущейся плотностью 1,1-1,2 г/см3 и общей пористостью 10% и образцы графита с плотностью 1,6 г/см прямоугольной формы с размерами 15 х 10 х 10 мм и 10 х 10 х 5 мм

1

00

о ел

помещали в контейнеры из ниобия, заполненные титановой стружкой и порошком MgFa в количестве 10% от массы стружки, и отжигали в вакууме Па при температуре 1350°С ц течение 2 ч. Толщина полученных слоев карбида титана на графитовых образцах - 10-15 мкм, на образцах УУКМ - 30-35 мкм. Затем образцы загружали в контейнер из молибдена, заполненный порошком кремния крупностью частиц 1,6-2,0 мм, и отжигали в вакууме Па при 1300°С в течение 5 ч. Количество поглощенного кремния на графитовых образцах - б мг/см, на образцах из УУКМ - 8 мг/см2. В полученных покрытиях обнаружены фазы ПС. TlSla и SIC.

Пример 2. На образцы графита, аналогичные использованным в примере 1. -по той же технологии наносили диффузион- ный слой карбида титана толщиной 20- 25 мкм. Затем образцы загружали в графитовый контейнер, заполненный порошковой смесью, содержащей 20% порош0

5

0

ка кремния и 80% порошка SiC, с крупностью частиц 0,6-1,0 мм. и отжигали в вакууме Па при 1450°С. За 3 ч силицирующей термообработки количество поглощенного кремния составило 21 мг/см2, в структуре полученных покрытий помимо фаз TIC, TISia и SIC обнаружены включения свободного кремния.

Предлагаемый способ позволяет увеличить скорость поглощения кремния при силицирующей термообработке в 2-4 раза и снизить температуру термообработки. Формула изобретения Способ получения защитного диффузионного кремнийсодержащего покрытия на углеграфитовых материалах, включающий нанесение промежуточного слоя и последующую силицирующую термообработку, от- личающийся тем, что, с целью интенсификации процесса силицирования за счет увеличения скорости поглощения кремния, в качестве промежуточного слоя используют диффузионный карбид титана.

Изобретение относится к способам получения защитного диффузионного крем- нийсодержащего покрытия на углеграфитовых материалах, Цель изобретения - интенсификация процесса силицирования за Счет увеличения скорости поглощения кремния. Образцы из УУКМ с кажущейся плотностью 1,1-1,2 г/см3 и общей пористостью 10% с размерами 15 х 10 х 10 мм помещают в контейнеры из ниобия, заполненные титановой стружкой и порошком в количестве 10% от массы загрузки, и отжигают в вакууме Па при температуре 1350°С в течение 2 ч. Наносят слой карбида титана толщиной 35-40 мкм. Образцы загружают в контейнер из молибдена, заполненный порошком кремния крупностью частиц 1,6- 2,0 мкм, а отжигают s вакууме 10 Па при температуре 1300°С в течение 5 ч. Осуществляют силицировэние. Количество погло- а(енного кремния составляет 8 мг/см2 (Л