Введение в состав покрытия жидкого золя

Несмотря на образование герметизирующего слоя и прекращение доступа кислорода в глубь покрытия, на его поверхности продолжаются физико-химические процессы, которые требуют внимательного изучения, чтобы получить покрытия с максимальным сроком службы в экстремальных условиях эксплуатации.

Окисление исходных компонентов покрытия ZrB2, MoSi2 в условиях интенсивного подвода кислорода. Данная стадия завершается за 5-15 мин термообработки. Далее идет уменьшение скорости окисления вследствие растекания оксидного расплава и закрывания пористости слоя.

Реакция окисления резко замедляется и лимитируется скоростью диффузионного массопереноса кислорода через слой стеклорасплава ко внутреннему неокисленному слою. Оксидный расплав образует сплошную газонепроницаемую пленку.

Кинетика растекания расплава и закрывания пористости покрытий 7гВ2-Мо12-золь Si02 хорошо описывается параболической зависимостью с параметром реакции к=0.40-0.55. Для покрытий ZrB2-MoSi2-KBapucBoe стекло параметр реакции к=0,20-0,30, и после четырех часов термообработки стадия остается незавершенной. Это также говорит о более медленном образовании защитной стекловидной пленки на поверхности покрытия.

Исследовано влияние золей кремниевой кислоты с разным размером частиц основной фракции на защитные свойства материалов ZrB2-МоБ-золь Si02. В случае особо чистых золей скорость образования защитного слоя возрастает с уменьшением размера частиц Si02.

Замена в составе покрытия кварцевого стекла на золь кремниевой кислоты позволяет снизить температуру синтеза покрытий на 300°С (до температуры 1100°С).

По результатам кинетического анализа процессов формирования газонепроницаемого стеклокристаллического слоя определены кинетически-значимые стадии сложной гетерогенной реакции и характеризующие их параметры взаимодействия.

Разработанные покрытия позволяют существенно повысить температуру эксплуатации, продлить срок службы изделий и деталей из углеродных материалов при температурах 1400°С. Преимуществом технологии разработанных покрытий является возможность их формирования непосредственно в процессе эксплуатации.