杨星
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崔红
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闫联生
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孟祥利
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张强
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.02.012
采用聚碳硅烷和有机锆聚合物混合前驱体,通过反复浸渍裂解工艺制备了C/C-ZrC-SiC复合材料,分析了材料的组成与结构,研究了不同陶瓷前驱体配比对材料烧蚀性能的影响.结果表明,复相陶瓷基体由大量ZrC颗粒均匀弥散分布在连续SiC相中组成.随着ZrC含量的增加,C/C-ZrC-SiC复合材料的烧蚀率呈现先减小后增大的趋势.当聚碳硅烷与有机锆聚合物的配比(质量比)为1∶3时,ZrC体积含量约为13.3％,氧乙炔烧蚀600 s后,C/C-ZrC-SiC复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率降至最低,分别为-0.0015 mm/s和0.0002 g/s.研究发现,高温氧化环境中,形成了粘稠的ZrO2-SiO2玻璃态氧化膜,有效降低了氧化性气氛向材料内部扩散的速率,对材料基体形成了较好的保护.
关键词:
陶瓷前驱体
,
配比
,
浸渍裂解
,
C/C-ZrC-SiC复合材料
,
烧蚀性能
庄磊
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付前刚
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李贺军
,
张佳平
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.06.02
采用热梯度化学气相渗透和聚合物浸渍裂解法制备了ZrC-SiC改性C/C复合材料(C/C-ZrC-SiC),借助SEM、XRD等手段研究了该复合材料的微观形貌与相组成,并对其在1 500℃恒温静态空气环境、室温至1 400℃变温过程的氧化行为以及氧乙炔抗烧蚀性能进行了研究.结果表明:室温～1 400℃动态氧化时C/C-ZrC-SiC复合材料出现增重→缓慢失重→剧烈失重→稳定4个过程;在1 500℃静态氧化时,C/C-ZrC-SiC出现增重→缓慢失重→动态稳定→剧烈失重→稳定5个过程.ZrC和SiC优先氧化分别生成ZrO2骨架和SiO2玻璃层包裹基体和碳纤维,一定程度上减缓了基体和碳纤维的氧化.经过1 200 s氧乙炔烧蚀,材料线烧蚀率和质量烧蚀率分别为9.27×10-4mm.s-1和6.67 ×10-4g.s-1.在烧蚀过程中,试样表面能形成一个ZrO2外层/SiO2内层的双层结构保护膜.ZrO2骨架层能减缓烧蚀火焰对材料内部的热力学和热化学烧蚀,而致密的SiO2层能够弥合材料的裂纹、孔洞等缺陷,阻挡有氧气氛进一步进入材料内部,使材料表现出优异的抗烧蚀性能.
关键词:
C/C-ZrC-SiC复合材料
,
氧化
,
热重
,
抗烧蚀性能
