編號(hào)：CYYJ03166
篇名：SiC-ZrC陶瓷含量對C/C-SiC-ZrC復(fù)合材料性能的影響
作者：張曦?fù)?崔紅 胡楊 鄧紅兵 王昊
關(guān)鍵詞： C/C-SIC 多相陶瓷 力學(xué)性能 燒蝕性能 燒蝕機(jī)制
機(jī)構(gòu)： 西安航天復(fù)合材料研究所 西安航天化學(xué)動(dòng)力有限公司
摘要： 采用聚合物浸漬裂解法制備了不同SiC⁃ZrC含量的C/C⁃SiC⁃ZrC復(fù)合材料,系統(tǒng)考察了SiC⁃ZrC含量對C/C⁃SiC⁃ZrC復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)和抗燒蝕性能的影響。結(jié)果表明,ZrC的含量顯著影響了復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐燒蝕性能。其中ZrC含量為4.53%(體積分?jǐn)?shù),下同)時(shí)復(fù)合材料具有最優(yōu)的力學(xué)性能,其彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度分別為358 MPa、277 MPa、115 MPa;ZrC含量為13.03%時(shí),復(fù)合材料具有良好的耐燒蝕性能;經(jīng)過熱流密度為3200 kW/m2的氧氣⁃乙炔火焰燒蝕300 s后,復(fù)合材料的線燒蝕率和質(zhì)量燒蝕率分別為0.003 mm/s、0.0016 g/s。另外,隨著ZrC含量的增加,PyC層與陶瓷層的界面會(huì)產(chǎn)生弱結(jié)合;在承擔(dān)載荷時(shí),PyC層會(huì)與陶瓷層先發(fā)生移動(dòng),使得纖維的增韌效果難以發(fā)揮,導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)性能急劇下降。當(dāng)ZrC含量為13.03%時(shí),氧化生成的ZrO2會(huì)牢固地粘附在材料表面,具有一定流動(dòng)性的SiO2會(huì)與ZrO2形成二元共熔的混合物SiO2⁃ZrO2,彌補(bǔ)燒蝕過程中氣體揮發(fā)所造成的孔隙和缺陷,防止含氧組分進(jìn)一步侵蝕材料,有效提升材料的耐燒蝕、抗氧化性能。
