炭纤维增强炭-超高温陶瓷复合材料烧蚀性能研究

摘要

为了提高C/C复合材料的抗氧化性能和超高温陶瓷(UHTC)的抗热震性能,采用粉末渗透技术将大量以ZrB2为基的超高温陶瓷颗粒引入炭纤维预制体内,并通过等温化学气相渗(ICVI)制备得到C/C-UHTC复合材料。通过氧乙炔超高温烧蚀实验,研究了不同陶瓷颗粒添加剂、热流密度和烧蚀时间对C/C-UHTC复合材料烧蚀行为的影响。结果表明:当热流密度为3920kW/m2时,ZrB2的添加显著提高了C/C复合材料的烧蚀性能,且C/C-ZrB2的烧蚀性能明显优于C/C-4ZrB2-1SiC, C/C-2ZrB2-1SiC, C/C-2ZrB2-1SiC-1HfC和C/C-2ZrB2-1SiC-1TaC;随着热流密度从3200降至2380kW/m2,少量SiC的添加提高了C/C-ZrB2的抗烧蚀性能,C/C-4ZrB2-1SiC在热流密度为2380kW/m2时显示了很好的长时间烧蚀耐久性;HfC的添加改善了C/C-1ZrB2-2SiC的抗烧蚀性能,而TaC的添加严重恶化了其烧蚀性能。