张鹏
材料科学与工程学报
采用22Hf78Si合金反应熔渗法制备了高性能低成本的C/C-SiC-HfC复合材料.首先采用化学气相渗透法增密碳纤维预制体得到多孔C/C复合材料预制体,然后在1700℃下反应熔渗22 Hf78Si合金制备得到C/C-SiC-HfC复合材料.XRD分析表明复合材料由碳、SiC和HfC相组成.C/C-SiC-HfC复合材料的抗弯强度为237MPa,断裂模式为假塑性断裂模式.采用激光测试了反应熔渗C/C-SiC-HfC复合材料的抗烧蚀性能,复合材料的线烧蚀率为0.038mm/s,大大低于C/SiC复合材料的线烧蚀率0.081mm/s.烧蚀后复合材料烧蚀表面形成了一层HfO2烧蚀层,有效提高了复合材料的抗烧蚀性能.
关键词:
C/C-SiC-HfC复合材料
,
微观组织
,
抗弯强度
,
抗烧蚀性能
,
反应熔渗法
王其坤
,
胡海峰
,
陈朝辉
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.04.015
针对高超音速飞行器、可重复使用运载器和下一代火箭发动机等超高温使用环境的工况要求,提出在2D C/SiC复合材料中引入耐超高温ZrC填料.采用先驱体转化法制备了不同ZrC含量的2D C/SiC-ZrC新型复合材料,考察了ZrC含量对材料力学性能、抗烧蚀性能和组成结构的影响.结果表明,材料的弯曲强度和弯曲模量随着ZrC含量的增加有一定程度的下降,材料的抗烧蚀性能明显提高,其中ZrC含量最高(33.3vol%)的试样S-50弯曲强度和弯曲模量均最低,分别为192.1MPa和27.5GPa;经氧乙炔焰烧蚀考核60s后,表面温度达到2123℃,试样表现出最低的烧蚀率,线烧蚀率为0.004mm/s,质量烧蚀率为0.006g/s.
关键词:
C/SiC-ZrC
,
先驱体转化
,
力学性能
,
抗烧蚀性能
,
微观结构
庄磊
,
付前刚
,
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
王玲玲
,
嵇阿琳
,
崔红
,
闫联生
,
张强
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150611.002
采用碳纤维针刺预制体,用前驱体浸渍裂解(PIP)法分别制备了C/C-SiC和C/C-SiC-ZrC陶瓷基复合材料,并对材料的微观结构、力学和烧蚀性能进行了分析对比.结果表明:利用该方法可制备出陶瓷相填充充分且分布均匀的复合材料.C/C-SiC-ZrC的面内弯曲强度、厚度方向的压缩强度、层间剪切强度均低于对应的C/C-SiC的.2 200℃、600 s氧化烧蚀后,C/C-SiC-ZrC的抗烧蚀性能显著优于C/C-SiC,其线烧蚀率下降43.8％,质量烧蚀率下降25％.在超高温阶段,C/C-SiC-ZrC复合材料基体的ZrC氧化生成的ZrO2溶于SiC氧化生成的SiO2中,形成黏稠的二元玻璃态混合物,有效阻止了氧化性气氛进入基体内部.
关键词:
前驱体浸渍裂解
,
C/C-SiC
,
C/C-SiC-ZrC
,
力学性能
,
抗烧蚀性能
孙丽荣
,
赵国伟
,
张立岩
,
赵广军
,
李方军
,
孙丽华
,
孙家利
,
季淑杰
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.06.025
目的 针对我厂某型号子母弹靶试时出现的弹底脱落问题,分析原因是因为阳极氧化膜不耐火药气体高温烧蚀.采取喷涂抗高温烧蚀涂料的方法,会冲刷出小孔洞.而微弧氧化作为一种直接在金属表面原位生成陶瓷层的表面强化技术,具有优异的抗烧蚀性能,100 μm厚的膜层可耐2500℃的高温气流冲击,20 s不脱落.因此采用微弧氧化方式对弹底进行处理.方法 以弹底作阳极,不锈钢电解槽为阴极,使用双极性交变脉冲微弧氧化电源,采用恒流方式操作.电解液配方为硅酸盐系,温度20～40℃,处理时间80～90 min.结果 经过对微弧氧化膜层外观质量、厚度、附着强度、耐腐蚀性和耐烧蚀性等各项性能指标检测和靶场射击试验考核,微弧氧化膜层质量明显优于阳极氧化膜,弹底均未出现烧蚀、脱落现象,强度满足要求,高低温开舱可靠,从而证实弹底采用微弧氧化的处理方式可以抵抗火药气体的瞬间高温烧蚀作用,不会影响该子母弹的各项战技指标要求.结论 弹底采用微弧氧化处理方式满足产品质量要求,可以用于批量生产.
关键词:
超硬铝合
,
微孤氧化
,
抗烧蚀性能
,
表面强化
,
工艺规范
,
性能检测
周帆
,
曹英斌
,
刘荣军
,
王衍飞
,
左联
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.015.011
C／C-SiC复合材料具有高比强度、高比模量、高热导率、低热膨胀系数和优异的高温抗氧化性能等特点，是新一代的耐高温陶瓷基复合材料，已经被广泛地用作热结构和热防护材料、制动材料以及空间光学系统零部件等。近年来，随着高超声速飞行器和返回式航天运输工具的快速发展，飞行器面临着更多的有高热流、高压气流以及高速粒子冲蚀的环境，这对C／C-SiC复合材料的高温防护技术提出了更高的要求。C／C-SiC复合材料高温防护的研究主要集中在纤维涂层改性、基体改性和高温防护涂层等3个方面，综合近几年国内外的研究报道，从上述3个方面综述了C／C-SiC复合材料高温防护技术的研究进展，总结了各种高温防护技术的制备方法，比较了3种高温防护技术的特点，最后对C／C-SiC复合材料高温防护技术的发展趋势提出了一些见解。
关键词:
C/C-SiC复合材料
,
抗氧化性能
,
抗烧蚀性能
,
纤维涂层改性
,
基体改性
,
高温防护涂层
王玲玲
,
嵇阿琳
,
高亚奇
,
崔红
,
闫联生
,
庞菲
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.000214
采用“化学气相渗透+先驱体浸渍裂解”( CVI+PIP)混合工艺制备固体冲压发动机用C/C-SiC复合材料喷管内层,综合考查复合材料的微观结构、弯曲性能和抗烧蚀性能以及固冲发动机C/C-SiC喷管内层水压和点火实验。结果表明：复合材料的弯曲强度达到197 MPa,且断裂破坏行为呈现典型的韧性模式；复合材料具有优异的抗氧化烧蚀性能,氧化烧蚀200 s后线烧蚀率仅为0.0063 mm·s-1；研制的C/C-SiC复合材料构件的水压爆破压强为6.5 MPa,表明构件具有良好的整体承载能力；C/C-SiC复合材料喷管内层高温综合性能通过了固体冲压发动机点火实验考核。
关键词:
C/C-SiC复合材料
,
固体冲压发动机
,
喷管内层
,
抗烧蚀性能
,
试车
王玲玲
,
张玲
,
嵇阿琳
,
崔红
,
闫联生
宇航材料工艺
采用CVD法,1 050℃在三维针刺C/C-SiC复合材料表面制备SiC涂层,研究稀释气体与载气流量比分别为4∶1和2∶1制备条件下涂层的晶体结构、表面和断面的微观形貌,对比了涂层前后C/C-SiC复合材料的抗烧蚀性能.结果表明:稀释气体流量降低其制备的SiC涂层更加平整致密,与基体结合程度更好,沉积产物均为单一的β-SiC结晶相.在600 s的氧化烧蚀下,两种流量比条件下制备CVD-SiC涂层的C/C-SiC复合材料的线烧蚀率比未涂层的分别降低34％和50％,质量烧蚀率分别降低70％和75％,抗氧化烧蚀性能明显提高.
关键词:
C/C-SiC复合材料
,
SiC涂层
,
抗烧蚀性能
朱春城
,
李垚
,
赫晓东
,
张幸红
,
韩杰才
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2003.03.004
采用SHS/PHIP工艺制备了TiC-TiB2/xCu复合材料,分析了材料的组成及显微结构,利用等离子火炬加热器考察了材料的抗热震及抗烧蚀性能.结果表明,随着金属Cu含量的增加,TiC-TiB2/xCu复合材料的抗热震性增强,而抗烧蚀性能降低;在经过15s烧蚀后,材料的质量损失为1.7g,质量烧蚀率为0.11g/s.材料的抗烧蚀机理为耐高温、耐冲刷的高强度陶瓷骨架以及高温下挥发吸热的金属Cu粘接剂,二者的综合作用使材料具有抗烧蚀性.
关键词:
TiC-TiB2/xCu复合材料
,
抗热震性能
,
抗烧蚀性能
