编号：CYYJ03166
篇名：SiC-ZrC陶瓷含量对C/C-SiC-ZrC复合材料性能的影响
作者：张曦挚 崔红 胡杨 邓红兵 王昊
关键词： C/C-SIC 多相陶瓷 力学性能 烧蚀性能 烧蚀机制
机构： 西安航天复合材料研究所 西安航天化学动力有限公司
摘要： 采用聚合物浸渍裂解法制备了不同SiC⁃ZrC含量的C/C⁃SiC⁃ZrC复合材料,系统考察了SiC⁃ZrC含量对C/C⁃SiC⁃ZrC复合材料的微观结构、力学和抗烧蚀性能的影响。结果表明,ZrC的含量显著影响了复合材料的力学性能和耐烧蚀性能。其中ZrC含量为4.53%(体积分数,下同)时复合材料具有最优的力学性能,其弯曲强度、压缩强度和剪切强度分别为358 MPa、277 MPa、115 MPa;ZrC含量为13.03%时,复合材料具有良好的耐烧蚀性能;经过热流密度为3200 kW/m2的氧气⁃乙炔火焰烧蚀300 s后,复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.003 mm/s、0.0016 g/s。另外,随着ZrC含量的增加,PyC层与陶瓷层的界面会产生弱结合;在承担载荷时,PyC层会与陶瓷层先发生移动,使得纤维的增韧效果难以发挥,导致复合材料的力学性能急剧下降。当ZrC含量为13.03%时,氧化生成的ZrO2会牢固地粘附在材料表面,具有一定流动性的SiO2会与ZrO2形成二元共熔的混合物SiO2⁃ZrO2,弥补烧蚀过程中气体挥发所造成的孔隙和缺陷,防止含氧组分进一步侵蚀材料,有效提升材料的耐烧蚀、抗氧化性能。
