姚栋嘉
,
李贺军
,
付前刚
,
陶珺
,
王永杰
中国材料进展
采用包埋法和低压化学气相沉积（CVD）法在碳／碳（C／C）复合材料表面依次制备了Ta2O5-TaC内涂层和SiC外涂层，用X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜（SEM）及电子能谱（EDS）对涂层的相组成、微观形貌和元素组成进行了分析，研究了涂覆涂层后C／C复合材料在1500℃静态空气中的防氧化性能及在氧-乙炔烧蚀中的抗烧蚀性能。结果表明：采用两步法制得的Ta2O5-TaC／SiC复合涂层结构致密，该复合涂层有效提高了C／C复合材料的抗氧化和抗烧蚀性能；Ta2O5-TaC／SiC复合涂层在1500℃静态空气环境下可对C／C复合材料有效保护100h以上；涂层试样在氧乙炔烧蚀环境中烧蚀60S表明涂层可将C／C复合材料的线烧蚀率降低47．07％。质量烧蚀率降低29．20％。
关键词:
C/C复合材料
,
CVD-SiC涂层
,
Ta2O5-TaC涂层
,
抗氧化
,
抗烧蚀
付前刚
,
张佳平
,
李贺军
新型炭材料
C/C复合材料因优异的高温性能被认为是高温结构件的理想材料。然而,C/C复合材料在高温高速粒子冲刷环境下的氧化烧蚀问题严重制约其应用。因此,如何提高C/C复合材料的抗烧蚀性能显得尤为重要。笔者综述C/C复合材料抗烧蚀的研究现状。目前,提高C/C复合材料抗烧蚀性能的途径主要集中于优化炭纤维预制体结构、控制热解炭织构、基体中陶瓷掺杂改性和表面涂覆抗烧蚀涂层等4种方法。主要介绍以上4种方法的研究现状,重点介绍基体改性和抗烧蚀涂层的最新研究进展。其中,涂层和基体改性是提高C/C复合材料抗烧蚀性能的两种有效方法。未来C/C 复合材料抗烧蚀研究的潜在方向主要集中于降低制造成本、控制热解炭织构、优化掺杂的陶瓷相以及将基体改性和涂层技术相结合。
关键词:
C/C复合材料
,
抗烧蚀
,
炭纤维预制体
,
热解炭织构
,
基体改性
,
涂层
王玲玲
,
马文闵
,
嵇阿琳
,
崔红
,
闫联生
,
黄剑
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.07.007
以准三维针刺碳纤维预制体,经化学气相渗透(CVI)法制备了4种密度的C/C多孔体,利用先驱体浸渍裂解法(PIP)制备了C/C SiC复合材料,研究了C/C多孔体对C/C SiC复合材料制备和最终性能的影响.结果表明:C/C多孔体密度越低,最终得到的C/C SiC复合材料开孔隙率及SiC含量较高.SiC的存在使C/C SiC材料具有较高的弯曲强度,纤维和基体界面也是影响弯曲强度的关键因素,其中密度为1.35g/cm3的C/C多孔体所制备的C/C SiC复合材料纤维和基体之间形成较好的结合界面,其弯曲强度最大.同时,SiC含量增加可显著提高C/C SiC复合材料的抗烧蚀性能.
关键词:
C/C多孔体
,
C/C SiC复合材料
,
弯曲性能
,
抗烧蚀
杨鑫
,
黄启忠
,
苏哲安
,
常新
,
张明瑜
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.02.017
采用基体改性技术将ZrC引入C/C复合材料中,制备了一种C/C-ZrC复合材料.借助X射线衍射仪、扫描电镜及能谱等手段,对材料的微观结构进行了表征,采用三点弯曲试验研究了材料的力学性能,讨论了ZrC的添加对复合材料断裂行为的影响.结果表明:引入的ZrC相在材料中分布较连续,与C/C复合材料相比,ZrC的引进使得复合材料的弯由强度有所提高,但断裂模式由假塑性变为脆性断裂,其原因与材料中碳纤维与基体较强的界面结合有关.
关键词:
C/C复合材料
,
抗烧蚀
,
力学性能
,
ZrC
吴王平
,
陈照峰
,
承涵
,
王亮兵
,
丛湘娜
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2011.01.020
采用双辉等离子技术在石墨表面制得W/Ir功能复合涂层,研究了其组织结构和抗烧蚀机制.该复合涂层由两层W和两层Ir交替叠加而成,与石墨接触的W起到增加涂层结合强度的作用,表面的Ir起到隔离氧环境的作用.在2000℃的氧-乙炔焰下烧蚀70 s,涂层仍能保持完整的结构,有效地保护了石墨基体.烧蚀结果表明,Ir涂层控制氧的渗透速度,经Ir涂层缺陷渗入的氧与W涂层反应形成挥发性WO3,W涂层作为消耗层,进一步阻止氧的扩散,保护内部涂层.试样的烧蚀失重率为1.62%.
关键词:
W/Ir涂层
,
石墨
,
抗烧蚀
,
微观结构
孟祥利
,
崔红
,
闫联生
,
张强
,
宋麦丽
,
朱阳
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2013.11.03
以碳化铪有机前驱体、硼化铪有机前驱体和聚碳硅烷混合溶液为浸渍剂，采用化学气相渗透（ CVI）和液相浸渍-裂解（PIP）工艺制得了准3D C/C-HfC-HfB2-SiC 碳陶复合材料。采用电弧风洞结合扫描电子显微镜（SEM）和 X 射线衍射分析（ XRD）对复合材料的结构及氧化失效行为进行了初步探讨。结果表明，高密度的基体改性 C/C-HfC-HfB2-SiC 复合材料具有良好的抗烧蚀性能，复合材料在2300 K/600 s 电弧风洞（含水5％）试验条件下的质量烧蚀率和线烧蚀率分别仅为1.22×10-6 g/（ cm2· s）和1.33×10-5 mm/s。密度和温度对复合材料抗烧蚀性能影响较大，密度从2.63 g/cm3增加到3.75 g/cm3时，复合材料在2300 K条件下的线烧蚀率降低了3个数量级，当温度从2300 K 升高的2400 K时，高密度复合材料的线烧蚀率增加了约1000倍，烧蚀过程中较高密度的复合材料表面容易形成更为致密的氧化膜是其具有良好的抗氧性能的重要因素。
关键词:
C/C-HfC-HfB2 复合材料
,
电弧风洞
,
抗烧蚀
,
前驱体浸渍裂解
闫永杰
,
张辉
,
黄政仁
,
刘学建
材料科学与工程学报
由于在极端环境中具有优异的物理化学性能,超高温陶瓷成为未来高超声速飞行和可重复使用运载飞船领域最具前途的候选材料之一.本文对硼化锆基超高温陶瓷材料粉体合成、烧结致密化和高温热机械性能(主要为抗氧化和抗烧蚀性能)研究方面作了综合评述,对材料研究和应用方面存在的问题作了初步总结,期望能够为推动超高温陶瓷材料的实际应用起到一定的指导意义.
关键词:
超高温陶瓷
,
致密化
,
抗氧化
,
抗烧蚀
洪长青
,
韩杰才
,
张幸红
,
孟松鹤
,
李金平
稀有金属材料与工程
用粉末烧结结合自发浸渗法制备高体积TiB2含量(～83%)的双连续TiB2/Cu基复合材料.利用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)分析了试验材料烧蚀前后微观组织形貌.用等离子火炬电弧加热器对材料表面瞬时加热来考察复合材料的抗热冲击和抗烧蚀行为.结果表明:材料在电弧加热和冷却过程中没有出现崩裂现象,材料表面也没有裂纹产生,说明该材料具有良好的抗热冲击性能;微观组织分析表明,金属Cu相在材料烧蚀区-过渡区-基体区存在明显的梯度分布,靠近烧蚀区没有检测到金属相的存在,说明在高温下金属起到了"发汗冷却"作用,烧蚀机理为金属相的发汗冷却、化学烧蚀和机械剥蚀.
关键词:
双连续
,
TiB2-Cu复合材料
,
抗烧蚀
,
发汗冷却
闫志巧
,
肖鹏
,
熊翔
,
黄伯云
材料导报
TaC是一种具有广阔应用前景的抗烧蚀涂层材料.评述了近年来TaC粉末/涂层制备技术的研究和进展,简要总结了现有TaC粉末/涂层的制备技术,包括固相法、气相法和液相法等,讨论了各种制备技术的发展现状及其优缺点,介绍了国内TaC改性C/C复合材料的研究现状,提出了TaC用于C/C复合材料涂层时,其制备和应用中存在的问题以及解决方法,预测了TaC涂层在高温领域的广阔应用前景.
关键词:
抗烧蚀
,
TaC粉末/涂层
,
C/C复合材料
,
C/C-TaC复合材料
张天助
,
陈招科
,
熊翔
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2013.11.04
为提高C/C复合材料的抗烧蚀性能，采用两步刷涂-烧结法制备了 ZrB2-SiC 基陶瓷涂层。首先利用反应烧结制备ZrB2-SiC-ZrC过渡层，并在此基础上制备了ZrB2-20％SiC-5％Si3 N4、 ZrB2-15％SiC-20％MoSi2、 ZrB2-15％SiC-20％TaC 3种外涂层。利用 XRD和扫描电镜研究了涂层的相组成和显微形貌，并采用氧乙炔焰烧蚀仪测试了涂层在2500℃、60 s的抗烧蚀性能，探讨了涂层的高温烧蚀机理。结果表明：利用反应烧结制备的过渡层与基体结合紧密，且与外涂层无明显分层现象，起到了良好的过渡作用；由于 Si3 N4及 MoSi2起到了烧结助剂作用，使 ZrB2-20％SiC-5％Si3 N4、 ZrB2-15％SiC-20％MoSi2外涂层结构较为致密； ZrB2-20％SiC-5％Si3 N4、 ZrB2-15％SiC-20％MoSi2涂层表现出了较好的抗烧蚀性能，其中 ZrB2-20％SiC -5％Si3 N4涂层线烧蚀率及质量烧蚀率分别为0.075 mm/s、0.0081 g/s， ZrB2-15％SiC-20％MoSi2涂层线烧蚀率及质量烧蚀率分别为0.018 mm/s、0.0064 g/s，而ZrB2-15％SiC-20％TaC涂层由于结构较为松散，未能起到有效的氧化防护，导致涂层被烧穿。
关键词:
C/C复合材料
,
ZrB2-SiC涂层
,
刷涂法
,
抗烧蚀
