基于激光诱导多尺度微结构的C/SiC复合材料耐磨涂层界面强化方法与机理研究
编号:109
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更新:2026-03-25 10:13:30 浏览:27次
口头报告
摘要
碳纤维增强碳化硅复合材料具有耐高温、低密度、高比强度、耐腐蚀等优异的热力学性能,在高速列车和先进航空装备摩擦制动系统中具有重要的应用前景。然而,Cf/SiC复合材料涂层在严苛摩擦条件下常因界面结合强度不足而发生早期失效。本研究提出了一种通过激光烧蚀在材料表面构建可控微结构的新方法,以显著增强陶瓷基复合材料与涂层之间的结合强度。首先,通过有限元仿真建立了激光加工参数与微结构特征之间的定量关系。基于优化后的激光加工参数在材料表面形成了多尺度微结构,且表现出超亲水性。随后,利用化学气相沉积工艺制备了SiC涂层并进行摩擦磨损测试。实验结果表明,经激光烧蚀处理的样品,其比磨损率相较于未处理对照组降低了54.26%。磨损机制由严重的涂层分层剥离转变为轻微的磨粒磨损。激光诱导的微结构不仅提供了强健的物理锚定效应,还在涂层与复合材料界面引发了显著的元素互扩散,并同时形成了具有强化学键合的过渡层。本研究为增强陶瓷基复合材料与涂层之间的界面结合性能提供了技术支撑。
关键字
陶瓷基复合材料;,激光,磨损,涂层,微结构
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