反应熔渗制备C_(f)/C-ZrC-SiC复合材料微观结构及抗烧蚀性能  

Microstructure and Anti-ablation Performance of C_(f)/C-ZrC-SiC Composites Made by Reactive Melt Infiltration

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作  者:杨良伟 陈昊然 金鑫[1] 刘伟 刘俊鹏[1] YANG Liangwei;CHEN Haoran;JIN Xin;LIU Wei;LIU Junpeng(Research Institute of Aerospace Special Materials and Processing Technology,Beijing 100074)

机构地区:[1]航天特种材料及工艺技术研究所,北京100074

出  处:《宇航材料工艺》2023年第4期43-47,共5页Aerospace Materials & Technology

基  金:国家自然科学基金资助(21803062)。

摘  要:通过反应熔渗(RMI)方式,以缝合碳纤维预制体和Si-Zr合金作为反应物,制备得到C_(f)/C-ZrC-SiC复合材料,并利用SEM-EDS和XRD系统分析了复合材料的微观结构,可以明确SiC-ZrC陶瓷基体在材料内部分布比较均匀且致密度较高。得益于上述基体结构,C_(f)/C-ZrC-SiC复合材料的弯曲强度和模量分别达到323.2 MPa和46.6 GPa,表现为韧性断裂。采用氧乙炔实验进行抗烧蚀测试,在表面温度为1800~1900℃下,ZrC含量较多的C_(f)/C-ZrC-SiC复合材料质量烧蚀率和线烧蚀率分别为1.263 mg/s和2.367μm/s,ZrC含量较少的C_(f)/C-SiC-ZrC复合材料分别为2.056 mg/s和5.067μm/s,C_(f)/C-ZrC-SiC复合材料表现出更加优异的抗烧蚀性能。C_(f)/C-ZrC-SiC composites were fabricated via reactive melt infiltration(RMI)with stitched carbon fiber preform and Si-Zr alloy as reactants.The microstructure of C_(f)/C-ZrC-SiC composites was analyzed by SEMEDS and XRD.It can be concluded that SiC-ZrC ceramic matrix has uniform distribution in the C_(f)/C-ZrC-SiC composites.Benefiting from the above matrix microstructure,the bending strength and modulus of C_(f)/C-ZrC-SiC composites can reach up to 323.2 MPa and 46.6 GPa,respectively.The mass ablation rate and linear ablation rate of C_(f)/C-ZrC-SiC composites with high ZrC content are 1.263 mg/s and 2.367μm/s,respectively;and 2.056μm/s and 5.067 mg/s for C_(f)/C-SiC-ZrC composites with less ZrC content,respectively.C_(f)/C-ZrC-SiC composites show good ablation resistance.

关 键 词:缝合碳纤维预制体 反应熔渗 C_(f)/C-ZrC-SiC 抗烧蚀性能 钉扎效应 

分 类 号:TB332[一般工业技术—材料科学与工程]

 

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