輕質Cf/SiOC復合材料表面抗氧化涂層燒蝕性能的研究

摘要：目的提高輕質碳纖維增強SiOC(Cf/SiOC)多孔陶瓷復合材料的抗燒蝕性能。方法用TaSi2、MoSi2為高溫抗氧化組分,SiB6為燒結助劑,硼硅酸玻璃為粘結劑,采用漿料法在Cf/SiOC復合材料表面制備多層梯度化抗氧化涂層。用氧乙炔考核帶涂層復合材料的抗氧化及抗燒蝕性能,并通過掃描電子顯微鏡對燒蝕后的形貌進行分析。結果采用硼硅酸玻璃能夠在較低的溫度下獲得表面致密的涂層,有效地提升涂層的阻氧能力,同時能夠降低涂層與基體材料之間的熱失配。通過漿料法能夠獲得梯度化的抗氧化涂層,即涂層由靠近基體部分的多孔層逐漸過渡至最外層的致密層。在氧乙炔考核燒蝕實驗下,涂層表現出優良的抗燒蝕性能,并且隨著表面燒蝕溫度的不同,表現出不同的燒蝕行為。在1660℃下燒蝕后,線燒蝕率及質量燒蝕率分別為0.03μm/s,2.96×10^-8g/(mm^2·s),隨著燒蝕溫度增加至1760℃,線燒蝕率及質量燒蝕率增加至0.06μm/s,1.03×10^-7g/(mm^2·s)。帶涂層的復合材料燒蝕后,涂層表面沒有裂紋,但都出現了大量的孔洞,其主要原因是硼硅酸玻璃的揮發,基體材料并沒有發生明顯的氧化,涂層表現出優良的抗氧化、阻氧能力。結論硼硅酸玻璃的引入能夠在較低的溫度下獲得表面致密的涂層,提升涂層的阻氧能力。制備的多組分抗氧化燒蝕涂層,可以有效地提高Cf/SiOC復合材料的抗燒蝕能力。