ZrC改性C/C复合材料的抗氧化涂层研究

为了提高C/C复合材料的高温抗氧化性能,采用含锆有机溶剂实现了对C/C复合材料的ZrC改性,通过粉末包埋法在其表面制备了SiC过渡层,通过溶胶凝胶法制备了外部的复合陶瓷氧阻挡层。设计三因素三水平的正交试验,研究了ZrC改性增重、过渡层厚度和氧阻挡层厚度三个主要因素对C/C复合材料高温抗氧化性能的影响。9个样品在1600℃马弗炉中进行了30 min的静态氧化测试,结果表明,ZrC改性增重5%、过渡层厚度为60μm和氧阻挡层厚度为80μm的样品抗氧化性能最好,质量损失率仅约5.51%。

Zr-Si合金熔渗改性C/C复合材料的微观结构及耐高温氧化机理研究

采用Zr-Si合金在较低温度下熔渗制备了不同密度的C/C-ZrC复合材料,研究了不同密度C/C多孔体的熔渗行为以及不同密度复合材料的相组成和微观形貌,并且在1 500℃下对其静态氧化行为进行了研究。结果表明:中等密度多孔体熔渗较为理想,气孔率仅为4.78%。随着原材料密度的增加,C/C-ZrC复合材料密度增量相应下降。物相分析显示,C/C-ZrC复合材料由C,ZrC,Zr和Zr_2Si组成,未发现SiC相的存在。微观结构解析表明,反应生成的ZrC陶瓷相主要集中在网胎层,合金除与C基体反应生成ZrC层外,在熔体内部也有部分ZrC析出。论文从界面反应以及元素扩散的角度探讨了熔渗机理。C/C-ZrC复合材料在1 500℃静态氧化后的产物主要包括单斜相ZrO_2和非晶态SiO_2,未能形成致密氧化膜,改性后的样品失重率随着熔渗增重增大而减小。