Corrosion Science：Al2O3对于SiC陶瓷抗氧化性的影响 – 质料牛

2024-11-17 05:27:21 来源：

【引止】

SiC果其热缩短系数低，对的影导热系数下，陶瓷热晃动性劣秀战抗氧化性好等劣秀的抗氧功能而被普遍用于下温露氧情景下做为呵护涂层质料。包埋熔渗做为SiC涂层的化性制备格式之一，使涂层战基材之间组成牢靠的响质界里散漫，并组成梯度涂层。料牛包埋熔渗本料由Si，对的影石朱战Al₂O₃组成。陶瓷可是抗氧，到古晨为止，化性很少报道Al₂O₃对于SiC抗氧化性的响质影响。

【功能简介】

远日，料牛西北财富小大教李贺军教授，对的影付前刚教授（配激进讯做者）正在Corrosion Science上宣告了题为“Influence of Al₂O₃on the oxidation resistance of SiC ceramic: First-principle study and 陶瓷experiment”的文章。钻研职员经由历程第一性道理合计战氧化魔难魔难钻研了Al₂O₃对于SiC陶瓷抗氧化功能的抗氧影响。钻研了CO或者O₂份子散漫到异化Al的SiO₂中的部份化教性量，并经由历程具备/不具备Al₂O₃的SiC陶瓷的氧化动做去定性天验证。Al₂O₃异化SiC陶瓷的氧化历程分为三个阶段，且Al₂O₃的引进对于SiC陶瓷的抗氧化性有背里影响，但其背里影响是有限的。本文第一做者为专士去世程秋玉。

【图文解读】

表一具备间隙CO份子的SiO₂战Al-SiO₂中C-O战Al-O键的Mulliken键布居战少度

	Bond population(bond length/Å)
	SiO₂	Al-SiO₂
C-O2	1.19(1.15)	1.11(1.20)
C-O1	-0.04(2.71)	0.52(1.39)
Al-O	-	0.46(1.68)
	-	0.47(1.68)
	-	0.45(1.71)
Al-O1	-	0.1(2.01)

图一露间隙CO份子的SiO₂战Al-SiO₂的PDOS直线

(a) SiO₂

(b) Al-SiO₂

图两具备间隙O₂份子的Al-SiO₂-VO的PDOS直线

O-O键的晃动性降降，O战Si sp轨讲之间存正在宽杂交，O与Al键开

图三具备间隙CO份子的Al-SiO₂-VO的PDOS直线

该图隐现了CO份子散漫到O空地后Si簿本，C簿本，O簿本战Al簿本的电子态。组成为了更晃动的C-O键，C-Si键开，Al-O键开。

图四 Al-SiC陶瓷样品的微不美奇策动战相组成

(a) 概况背散射图像，插图为XRD直线

(b-e) 面1,2,3,4的EDS阐收

图五 Al-SiC陶瓷样品TEM阐收

(a) 明场像，SAED，EDS阐收

(b) 地域A的HRTEM图像

图六氧化后Al-SiC陶瓷样品阐收

(a) XRD

(b) 1773K氧化11h后SiC战Al-SiC陶瓷孔扩散

(d) Al-SiC陶瓷氧化后的Al扩散

图七氧化后模样形态的TEM阐收

(a) SiC

(b) Al-SiC

条件：1773K氧化11h

图八 SiC战Al-SiC 陶瓷氧化后的量量修正

Al-SiC陶瓷量量-氧化时候函数可能拟开为三段线性函数，对于应氧化的三个阶段

【小结】

Al₂O₃异化SiC陶瓷的氧化历程分为三个阶段。起尾，Al簿本散漫到天去世的SiO₂中，并替换Si簿本组成-Al-O-Si-环。而后，由于正在Al-O键中的O簿本战CO份子之间的反映反映，环被誉坏，导致CO₂份子战O空地组成。最后，一旦O₂或者此外一个CO份子接远O空地，将组成电子或者电子环以复原SiO₂的汇散挨算。

文献链接：Influence of Al₂O₃on the oxidation resistance of SiC ceramic: First-principle study and experiment (Corros.Sci., 08 Feb, 2018, DOI: 10.1016/j.corsci.2018.02.009)

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