论文题目：SAPS制备自愈合梯度MoSi₂基抗氧化涂层的研究

答辩人：王璐

指导教师：付前刚

学科专业：材料学

答辩时间：2018年12月21日15:00

答辩地点：西工大友谊校区公字楼322

一、学位论文简介：

由于碳/碳复合材料在高于400℃的有氧环境中易氧化，因此需要采用涂层技术对其进行防护。但是目前高温抗氧化陶瓷涂层存在低温易脆性开裂、防护温区窄、现有制备技术可设计性差等难题，因此本论文以拓宽MoSi₂涂层的氧化防护温区为目的，采用高效能的超音速大气等离子喷涂法，设计并制备多层自愈合B-Si-Zr-Mo涂层体系。该涂层在900~1500℃的温区内不仅具有裂纹自修复的功能，而且可对基体进行长时间的氧化防护。论文的主要研究内容和创新性研究成果如下：

(1) 采用预制裂纹的手段研究了SiB₆-MoSi₂陶瓷的愈合行为。揭示了在900~1200℃的中低温区域，SiB₆-MoSi₂涂层中纳米SiB₆快速氧化形成大量可流动B₂O₃·SiO₂玻璃相的自愈合和抗氧化机理，并建立了裂纹氧化愈合过程的理论计算模型。

(2) 揭示了提高ZrSi₂含量可抑制MoSi₂涂层的裂纹扩展、增加SiO₂玻璃愈合相并提高涂层自愈合性能的规律。揭示了ZrSi₂氧化体积膨胀效应及形成致密ZrSiO₄-SiO₂复相玻璃保护层的自愈合抗氧化机理。

(3) 开发了多层自愈合B-Si-Zr-Mo涂层体系，计算获得了该涂层的残余应力大小与分布。揭示了梯度结构设计减小界面热应力集中并抑制裂纹扩展，在900~1200℃中低温时SiB₆形成可流动的B₂O₃·SiO₂复相玻璃愈合相，在1500℃高温时ZrSi₂形成ZrSiO₄钉扎SiO₂玻璃愈合相的宽温域自愈合抗氧化机理。

二、攻读博士学位期间以第一作者发表与学位论文相关的学术论文:

(1) Wang L, Fu Q G, et al. Constructing self-healing ZrSi₂-MoSi₂ coating for C/C composites with enhanced oxidation protective ability. 2017, Surface & Coatings Technology, 2018, 347: 257-269. (SCI)

(2) Wang L, Fu Q G. Improving oxidation protective ability of MoSi₂ coating by reinforced with Al₂O₃ whiskers. Intermetallics, 2018, 94:106-113. (SCI)

(3) Wang L, Fu Q G, et al. A novel gradient SiC-ZrB₂-MoSi₂ coating for SiC coated C/C composites by supersonic plasma spraying. Surface & Coatings Technology, 2017, 313: 63-72. (SCI)

(4) Wang L, Fu Q G. Improvement of the Adhesion Strength of MoSi₂-ZrB₂ Coating by Optimizing Particle Spraying and Subsequent Heat Treatment. Journal of Thermal Spray Technology, 2016, 7(25): 1280-1288.(SCI)

(5) Wang L, Fu Q G. Supersonic plasma sprayed MoSi₂-ZrB₂ anti-oxidation coating for SiC-C/C composites. Surface Engineering, 2016, 32: 508-513. (SCI)