ZrC、ZrC-TaC增强石墨基复合材料的超高温氧化行为

利用自建的可控气氛感应加热超高温氧化装置研究了ZrC、ZrC-TaC颗粒增强石墨基复合材料在1 900和2 100℃下空气及0.2×105Pa的纯氧气中的氧化行为。结果表明,石墨以及颗粒增强石墨基复合材料的径向线度随氧化时间直线减小,在1 900和2 100℃下的氧化烧蚀速率:石墨为3.4和4.3 mm/s,C-ZrC为1.9和2.4 mm/s,C-ZrC-TaC为1.4和2.0 mm/s。添加增强相后使得石墨在1 900和2 100℃的空气中氧化540 s后烧蚀速率分别降低了60%和54%。在2 100℃下,C-ZrC在0.2?05Pa O2中的氧化速率是其在空气中的2倍多。综合考虑材料的氧化动力学规律以及氧化温度、气氛的总压及氧分压的影响,提出了超高温氧化边界层扩散控制模型。

预氧丝网胎体积分数对针刺C/C复合材料力学性能的影响

以预氧丝网胎体积分数为35%、40%和45%针刺织物为坯体,经数次沥青浸渍/炭化、高温石墨化处理后制备C/C复合材料,测定并分析这三种材料的拉伸、压缩、弯曲和剪切强度;采用扫描电子显微镜对其断口形貌进行观察,研究预氧丝网胎体积分数对C/C复合材料力学性能的影响。结果表明:材料的z向力学性能(除了压缩强度)随着预氧丝网胎体积分数的增加呈单调递增关系,材料的xy向力学性能受预氧丝网胎体积分数影响较小。扫描电镜观察显示:材料z向强度主要与针刺形成的轴向纤维束多少、分布等有关。

MC-C-O体系在超高温条件下相平衡的热力学分析

从热力学角度出发,采用工程数学软件Matlab计算出了在涉及超高温(2073 K以上)范围的宽温域内一些典型过渡金属碳(硼)化物与氧反应的△G^0,以及相应的平衡氧分压;在此基础上绘制了2500 K时ZrC-ZrO_2体系和SiC-SiO_2体系的氧化物蒸气压图以及界面蒸气压随温度的变化曲线。依据上述热力学数据,可以了解不同碳化物的氧活性和平衡氧分压随温度的变化规律,以及ZrC-ZrO_2和SiC-SiO_2体系氧化物蒸气压特别是界面蒸气压的大小,对于深入了解改性C/C复合材料和超高温陶瓷的超高温氧化行为,特别是对于改性C/C复合材料中有效的抗氧化添加剂的选择有理论指导意义。