改性C/SiC-ZrC复合材料热化学烧蚀仿真研究

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作者 张川电 陈涛 +1 位作者 段振岩 刘凤宇 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第6期22-28,共7页

基于C/SiC复合材料基体改性制备超高温陶瓷基复合材料,是满足高超音速飞行器对热防护系统材料所需更高要求的有效途径。基于热化学平衡理论构建了C/SiC-ZrC复合材料的烧蚀模型,选取文献中相同制备方式下两组不同体积分数的C/SiC-ZrC复... 基于C/SiC复合材料基体改性制备超高温陶瓷基复合材料,是满足高超音速飞行器对热防护系统材料所需更高要求的有效途径。基于热化学平衡理论构建了C/SiC-ZrC复合材料的烧蚀模型,选取文献中相同制备方式下两组不同体积分数的C/SiC-ZrC复合材料,并利用MATLAB计算出两组材料的无量纲烧蚀率,然后在COMSOL多物理场分析软件中建立数值仿真,将仿真结果与文献实验结果进行对比,误差分别为8.7%~16.9%和1.05%~11.07%,验证了模型的有效性。 展开更多

关键词 c/sic-zrc复合材料 基体改性 烧蚀 热化学平衡 数值分析

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C/SiC-ZrC四棱锥点阵结构复合材料的压缩性能

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作者 杜洋 杨帆 +4 位作者 袁子鑫 王威龙 赵晋芳 陈萍 牛茜茜 《沈阳航空航天大学学报》 2023年第6期15-20,共6页

C/SiC四棱锥点阵结构复合材料具有轻质、高强承力及隔热等特点,可以应用于高超声速飞行器的热防护系统中,但在高温环境中其力学性能明显下降。为提高C/SiC四棱锥点阵结构复合材料在高温环境下的力学性能,在C/SiC四棱锥点阵结构复合材料... C/SiC四棱锥点阵结构复合材料具有轻质、高强承力及隔热等特点,可以应用于高超声速飞行器的热防护系统中,但在高温环境中其力学性能明显下降。为提高C/SiC四棱锥点阵结构复合材料在高温环境下的力学性能,在C/SiC四棱锥点阵结构复合材料基体中引入高熔点的ZrC材料,采用先驱体浸渍裂解法(precusor infiltration pyrolysis,PIP)制备了C/SiC-ZrC四棱锥点阵结构复合材料,分别在室温、1200℃和1600℃进行高温处理;冷却后室温条件下对C/SiC-ZrC四棱锥点阵结构复合材料进行压缩力学性能的测试,获得材料对应的弹性模量和压缩强度;采用扫描电子显微镜(scanning electral microscope,SEM)和X射线衍射仪(Xray diffractometer,XRD)观察了高温处理后C/SiC-ZrC四棱锥点阵结构复合材料的表面特征;研究热处理前后材料的物相和组分的变化;分析高温处理后C/SiC-ZrC四棱锥点阵结构复合材料力学性能提高的原因,同时与C/SiC四棱锥点阵结构复合材料力学性能进行比较。结果表明,高温热处理后C/SiC-ZrC四棱锥点阵结构复合材料的力学性能有显著提高。 展开更多

关键词 c/sic-zrc 点阵结构 复合材料 先驱体浸渍裂解法 力学性能

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先驱体转化法制备2D C/SiC-ZrC复合材料中ZrC含量对材料结构性能影响研究 被引量：16

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作者 王其坤 胡海峰 陈朝辉 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期72-76,共5页

针对高超音速飞行器、可重复使用运载器和下一代火箭发动机等超高温使用环境的工况要求,提出在2D C/SiC复合材料中引入耐超高温ZrC填料。采用先驱体转化法制备了不同ZrC含量的2D C/SiC-ZrC新型复合材料,考察了ZrC含量对材料力学性能、... 针对高超音速飞行器、可重复使用运载器和下一代火箭发动机等超高温使用环境的工况要求,提出在2D C/SiC复合材料中引入耐超高温ZrC填料。采用先驱体转化法制备了不同ZrC含量的2D C/SiC-ZrC新型复合材料,考察了ZrC含量对材料力学性能、抗烧蚀性能和组成结构的影响。结果表明,材料的弯曲强度和弯曲模量随着ZrC含量的增加有一定程度的下降,材料的抗烧蚀性能明显提高,其中ZrC含量最高(33.3vol%)的试样S-50弯曲强度和弯曲模量均最低,分别为192.1MPa和27.5GPa;经氧乙炔焰烧蚀考核60s后,表面温度达到2123℃,试样表现出最低的烧蚀率,线烧蚀率为0.004mm/s,质量烧蚀率为0.006g/s。 展开更多

关键词 c/sic-zrc 先驱体转化 力学性能 抗烧蚀性能 微观结构

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3维C/SiC-ZrC复合材料的制备及其性能研究 被引量：4

4

作者 赵丹 张长瑞 +1 位作者 胡海峰 张玉娣 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期129-133,共5页

针对超高温环境应用需求,采用化学气相渗透工艺(CVI)与先驱体浸渍-裂解工艺(PIP)联用制备了3维碳纤维增强SiC-ZrC基复合材料(C/SiC-ZrC),并研究了SiC含量对C/SiC-ZrC复合材料力学性能、抗氧化性能和抗烧蚀性能的影响。结果表明,随着SiC... 针对超高温环境应用需求,采用化学气相渗透工艺(CVI)与先驱体浸渍-裂解工艺(PIP)联用制备了3维碳纤维增强SiC-ZrC基复合材料(C/SiC-ZrC),并研究了SiC含量对C/SiC-ZrC复合材料力学性能、抗氧化性能和抗烧蚀性能的影响。结果表明,随着SiC含量的增加,C/SiC-ZrC复合材料的强度逐渐降低,静态抗氧化性能提高,在氧乙炔焰烧蚀环境下的质量烧蚀率和线烧蚀率先降低后增加。复合材料抗氧化性和抗烧蚀性的变化与氧化和烧蚀过程中生成的SiO2熔体有关。 展开更多

关键词 c/sic-zrc 复合材料 力学性能 抗氧化 抗烧蚀

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高超飞行器用C/SiC-ZrC复合材料力学及烧蚀性能研究 被引量：2

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作者 杨晓辉 王芙愿 +3 位作者 王毅 曹佩 白龙腾 赵强 《火箭推进》 CAS 2017年第3期59-66,共8页

以PZC为有机锆先驱体原材料,采用A,B,C三种PIP工艺路线制备了不同ZrC含量的C/Si C-ZrC复合材料,并对C/Si C-ZrC复合材料的组成、微观结构、力学性能、烧蚀性能及作用机理进行了测试和分析。结果表明,有机锆先驱体制备的C/Si C-ZrC复合... 以PZC为有机锆先驱体原材料,采用A,B,C三种PIP工艺路线制备了不同ZrC含量的C/Si C-ZrC复合材料,并对C/Si C-ZrC复合材料的组成、微观结构、力学性能、烧蚀性能及作用机理进行了测试和分析。结果表明,有机锆先驱体制备的C/Si C-ZrC复合材料烧蚀性能有大幅提高,但其力学性能却存在一定程度的下降,并且随着ZrC含量的增加,C/SiC复合材料的力学性能呈现出逐渐降低的趋势,其质量烧蚀率和线烧蚀率呈现出先减小后增大的趋势。 展开更多

关键词 c/sic-zrc复合材料 有机锆先驱体 力学性能 烧蚀性能

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二维C/SiC-ZrC复合材料的低速冲击损伤研究

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作者 皮慧龙 张宝鹏 +2 位作者 于新民 刘伟 金鑫 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1327-1332,共6页

通过二维C/SiC-ZrC复合材料的低速冲击、冲击后拉伸试验以及CT扫描方法,研究了不同冲击能量对材料冲击损伤特征及拉伸性能的影响。结果表明C/SiC-ZrC复合材料具有较高的冲击损伤容限,在15~24 J能量范围内的损伤状态主要表现为穿透损伤... 通过二维C/SiC-ZrC复合材料的低速冲击、冲击后拉伸试验以及CT扫描方法,研究了不同冲击能量对材料冲击损伤特征及拉伸性能的影响。结果表明C/SiC-ZrC复合材料具有较高的冲击损伤容限,在15~24 J能量范围内的损伤状态主要表现为穿透损伤。随着冲击能量的增大,材料名义拉伸强度的下降趋于平缓,最大降幅约为25%。冲击主要造成冲击区域附近的复合材料发生分层和纤维断裂损伤,冲击区域以外未发生明显的损伤和破坏。 展开更多

关键词 c/sic-zrc 复合材料 冲击 剩余拉伸强度

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ZrB_(2)超细粉体改性C/C-SiC-ZrC复合材料的微观结构和烧蚀性能

7

作者 汤磊 尹健 +3 位作者 熊翔 张红波 汪帅 左劲旅 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3093-3104,共12页

为进一步提升C/C-SiC-ZrC复合材料的抗烧蚀性能,采用反应熔渗法(reactive melt infiltration,RMI)制备ZrB_(2)超细粉体改性C/C-SiC-ZrC复合材料,考察ZrB_(2)超细粉体含量对改性复合材料的微观结构和烧蚀性能的影响。研究结果表明:相较... 为进一步提升C/C-SiC-ZrC复合材料的抗烧蚀性能,采用反应熔渗法(reactive melt infiltration,RMI)制备ZrB_(2)超细粉体改性C/C-SiC-ZrC复合材料,考察ZrB_(2)超细粉体含量对改性复合材料的微观结构和烧蚀性能的影响。研究结果表明:相较于未改性的C/C-SiC-ZrC复合材料,ZrB_(2)超细粉体的引入使C/C-SiC-ZrC复合材料的密度由2.25 g/cm^(3)增至2.40~2.48 g/cm^(3);ZrB_(2)主要分布在ZrC基体中,且分布均匀;ZrB_(2)超细粉体的添加显著提升了复合材料的抗烧蚀性能;电火花等离子体烧蚀120 s后,当ZrB_(2)超细粉体摩尔分数为2%时,复合材料的质量烧蚀率和线烧蚀率最低,分别为6.90 mg/s和2.26μm/s;在烧蚀过程中,氧化生成的ZrO_(2)黏附在材料表面,与具有一定流动性的SiO_(2)形成龟壳状的ZrO_(2)-SiO_(2)氧化层,该氧化层减少了烧蚀过程中等离子体向基体的扩散和热传递,有效提升了改性复合材料的抗烧蚀性能。 展开更多

关键词 ZrB_(2) c/c-sic-zrc 反应熔渗 微观结构 抗烧蚀性能

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SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的研究进展

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作者 张倩玮 陈意高 +1 位作者 崔红 吴小军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期80-89,共10页

SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备工艺原理与单一陶瓷相改性C/C复合材料的工艺原理基本相同,但SiC-ZrC复相陶瓷具有耐高温、温域宽(1600~2500℃)、抗氧化、工艺适应性好等优点,在测试和应用中表现出优异的力学性能和抗烧蚀性... SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备工艺原理与单一陶瓷相改性C/C复合材料的工艺原理基本相同,但SiC-ZrC复相陶瓷具有耐高温、温域宽(1600~2500℃)、抗氧化、工艺适应性好等优点,在测试和应用中表现出优异的力学性能和抗烧蚀性能,能够有效填补目前高温段热防护材料的空缺,因此已经成为C/C复合材料基体掺杂改性的重要选择,在航天飞行器防热领域极具应用潜力。本文针对C/C-SiC-ZrC复合材料的发展潜力和应用空间,从制备工艺、结构特征以及性能特点三个方面综述了C/C-SiC-ZrC复合材料当前的研究进展,分析了制备工艺对复合材料微结构和性能的影响规律,提出了基于工程应用C/C-SiC-ZrC防热材料的发展建议。 展开更多

关键词 c/c复合材料 sic-zrc复相陶瓷 基体改性

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弥补愈合C/SiC-ZrC复合材料表面缺损的技术研究

9

作者 姜凯 綦育仕 +4 位作者 周长灵 刘瑞祥 朱平 杨芳红 康淋淞 《炭素技术》 CAS 北大核心 2023年第3期67-71,共5页

热防护涂层可有效提高C/SiC-ZrC复合材料构件在极端热环境下的服役稳定性,然而材料表面一旦缺损,将不能使用,对具有表面缺损的C/SiC-ZrC复合材料进行有效修复,提高材料利用率及使用频次,是亟需解决的关键问题。本研究以短切炭纤维、硅... 热防护涂层可有效提高C/SiC-ZrC复合材料构件在极端热环境下的服役稳定性,然而材料表面一旦缺损,将不能使用,对具有表面缺损的C/SiC-ZrC复合材料进行有效修复,提高材料利用率及使用频次,是亟需解决的关键问题。本研究以短切炭纤维、硅溶胶、磷酸铝、超高温陶瓷混合粉为主要原料,利用喷涂工艺对C/SiC-ZrC复合材料表面缺损进行弥补愈合。研究发现,使用以磷酸铝为黏结剂,ZrB_(2)粉、SiC、Al_(2)O_(3)、SiO_(2)、硼硅玻璃粉等为主要成分的弥补料愈合效果优异。经过静态氧化和氧乙炔试验,复合材料接近零失重,保持了优异的抗氧化性能。 展开更多

关键词 c/sic-zrc 表面缺损 抗氧化

原文传递

ZrC-SiC-MoSi_(2)涂覆C/C-SiC-ZrC陶瓷基复合材料在氧乙炔焰下的烧蚀行为及机理 被引量：3

10

作者 邵萌萌 陈招科 +2 位作者 王馨爽 文青波 熊翔 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第1期220-230,共11页

为进一步提高C/C复合材料在不同烧蚀环境下的烧蚀性能,采用浆料刷涂法在C/C-SiC-ZrC陶瓷基复合材料上制备Zr含量分别为34%和60%(质量分数)的ZrC-SiC-MoSi_(2)涂层,并且利用氧乙炔焰研究涂层C/C-SiC-ZrC复合材料在3种不同氧气及乙炔流量... 为进一步提高C/C复合材料在不同烧蚀环境下的烧蚀性能,采用浆料刷涂法在C/C-SiC-ZrC陶瓷基复合材料上制备Zr含量分别为34%和60%(质量分数)的ZrC-SiC-MoSi_(2)涂层,并且利用氧乙炔焰研究涂层C/C-SiC-ZrC复合材料在3种不同氧气及乙炔流量下的烧蚀行为。结果表明:随着Zr含量的增加,涂层内部的ZrC和SiC颗粒尺寸明显减小,且颗粒分布更加均匀。Zr含量为60%的涂层线烧蚀率随氧气和乙炔流量的增加而增加,而Zr含量为34%的涂层线烧蚀率随氧气和乙炔流量的增加,先增加后降低。此外,详细讨论ZrC-SiC-MoSi_(2)涂层在不同条件下的烧蚀机理。随着氧气和乙炔流量的增加,主要的烧蚀机制由氧化变为氧化和蒸发的结合作用,最后变为氧化、蒸发及剥蚀的结合作用。 展开更多

关键词 c/c-sic-zrc复合材料 Zrc-Sic-MoSi_(2)涂层 刷涂 烧蚀

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ZrC纳米粉体改性C/C-SiC复合材料的微观结构和烧蚀性能

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作者 汤磊 白凯伦 +3 位作者 熊翔 尹健 张红波 左劲旅 《粉末冶金材料科学与工程》 2024年第3期191-200,共10页

为改善C/C-SiC复合材料的抗烧蚀性能,以ZrC纳米粉体和Si粉为反应渗料,采用反应熔渗(reactive melt infiltration,RMI)法制备ZrC纳米粉体改性C/C-SiC复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪等研究ZrC纳米粉体含量对C/C-SiC复合材... 为改善C/C-SiC复合材料的抗烧蚀性能,以ZrC纳米粉体和Si粉为反应渗料,采用反应熔渗(reactive melt infiltration,RMI)法制备ZrC纳米粉体改性C/C-SiC复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪等研究ZrC纳米粉体含量对C/C-SiC复合材料微观结构和烧蚀性能的影响。结果表明:随ZrC纳米粉体含量增加,复合材料的孔隙率增大,而密度变化不大。ZrC纳米粉体一部分弥散分布在SiC基体中,一部分则发生了团聚。烧蚀30 s后,ZrC纳米粉体摩尔分数为6%时,复合材料的质量烧蚀率和线烧蚀率最低,分别为2.0 mg/s和3.9μm/s。随ZrC纳米粉体含量增加,烧蚀过程中形成的ZrO_(2)含量增多,对SiO_(2)的钉扎作用明显增强,能有效提升C/C-SiC复合材料的抗烧蚀性能。 展开更多

关键词 c/c-SIc复合材料 Zrc纳米粉体 反应熔渗 微观结构 烧蚀性能

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新型含锆聚碳硅烷制备C/C-SiC-ZrC复合材料及烧蚀性能 被引量：5

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作者 朱世步 孟祥利 +4 位作者 张强 朱阳 杨星 闫联生 张晓虎 《装备环境工程》 CAS 2019年第10期32-39,共8页

目的提高C/C-SiC复合材料的抗烧蚀性能。方法通过交联固化-碳化工艺获得新型含锆聚碳硅烷(Polyzirconocenecarbosilane,PZCS)裂解产物。采用FT-IR、XPS、TG、XRD、SEM等分析手段表征PZCS先驱体基本结构和固化、裂解产物结构及元素分布... 目的提高C/C-SiC复合材料的抗烧蚀性能。方法通过交联固化-碳化工艺获得新型含锆聚碳硅烷(Polyzirconocenecarbosilane,PZCS)裂解产物。采用FT-IR、XPS、TG、XRD、SEM等分析手段表征PZCS先驱体基本结构和固化、裂解产物结构及元素分布等。以PZCS为溶液浸渍先驱体,通过PIP工艺制备得到C/C-SiC-ZrC复合材料,采用氧乙炔烧蚀试验表征其抗烧蚀性能。结果PZCS陶瓷先驱体经过交联固化工艺能够显著提高其陶瓷产率。TG结果表明,980℃时陶瓷产率达66.37%,所得陶瓷粉末为分散均匀的SiC-ZrC复相陶瓷。C/C-SiC-ZrC复合材料经过氧乙炔试验烧蚀600s后,其线烧蚀率为0.0067mm/s,表现出良好的抗烧蚀性能。结论SiC-ZrC复相陶瓷基体烧蚀过程中,氧化形成SiO2和ZrO2等氧化物涂层,氧化物隔离层能够隔离氧气和热量,阻止其向复合材料内部进一步扩散,可有效提高复合材料烧蚀性能。 展开更多

关键词 含锆聚碳硅烷 PIP 工艺 c/c-sic-zrc 复合材料 烧蚀性能

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2种C/C材料高温熔渗制备C/C-SiC-ZrC复合材料的力学性能 被引量：5

13

作者 房啸 苏哲安 +1 位作者 黄启忠 杨鑫 《粉末冶金材料科学与工程》 EI 北大核心 2013年第6期899-905,共7页

分别以针刺编织预制体(2.5D)和三维编织预制体(3D)为增强体,采用化学气相沉积结合高温熔渗工艺制备2种不同预制体结构的C/C-SiC-ZrC复合材料。利用X射线衍射仪,扫描电镜和能谱分析仪等测试手段,对材料的微观结构进行分析,采用三点弯曲... 分别以针刺编织预制体(2.5D)和三维编织预制体(3D)为增强体,采用化学气相沉积结合高温熔渗工艺制备2种不同预制体结构的C/C-SiC-ZrC复合材料。利用X射线衍射仪,扫描电镜和能谱分析仪等测试手段,对材料的微观结构进行分析,采用三点弯曲实验和压缩实验研究材料的力学性能,得出不同预制体对最终复合材料断裂性能的影响规律。结果表明:材料中的SiC与ZrC呈偏聚态分布,2.5D复合材料的弯曲强度和压缩强度高达147.38 MPa,252.4 MPa;与3D复合材料相比,2.5D复合材料强度分别提高了192%和90.7%。这主要是由于2.5D复合材料纤维含量少,孔隙多,反应后密度较高所致。 展开更多

关键词 c c-sic-zrc复合材料 预制体结构 断裂性能

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C/C基体密度对C/C-SiC-ZrC复合材料性能的影响 被引量：3

14

作者 李军 杨鑫 +3 位作者 黄启忠 刘红卫 苏哲安 李帅鹏 《粉末冶金材料科学与工程》 EI 北大核心 2016年第6期907-916,共10页

分别以密度为1.26 g/cm^3和1.46 g/cm^3的C/C复合材料作为基体材料,用有机硅和乙酸锆作为先驱体,采用先驱体浸渍裂解法(precursor infiltration pyrolysis,PIP)制备C/C-SiC-ZrC复合材料,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(... 分别以密度为1.26 g/cm^3和1.46 g/cm^3的C/C复合材料作为基体材料,用有机硅和乙酸锆作为先驱体,采用先驱体浸渍裂解法(precursor infiltration pyrolysis,PIP)制备C/C-SiC-ZrC复合材料,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等检测手段分析该复合材料的成分和微观结构,研究C/C基体密度对材料抗压强度、线膨胀系数以及抗烧蚀性能的影响。结果表明,C/C基体密度为1.46 g/cm^3时C/C-SiC-ZrC复合材料的抗压强度较高(146.36 MPa)、线膨胀系数较小。C/C基体密度为1.26 g/cm^3的C/C-SiC-ZrC复合材料具有更优的抗烧蚀性能,经过30 s烧蚀后,其质量烧蚀率和线烧蚀率分别为-2.9×10-4g/s和1.7×10-3 mm/s,这主要是因为C/C基体密度较低时,材料中的陶瓷含量更高,当烧蚀发生时,能更快地在材料表面形成SiO_2-ZrO_2氧化物薄膜,从而减缓材料内部基体的进一步烧蚀。 展开更多

关键词 c/c—sic-zrc复合材料 线膨胀 烧蚀 抗压强度 先驱体浸渍裂解法(PIP) 微观结构 基体密度

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C/C-SiC的高温裂解温度对C/C-SiC-ZrC复合材料制备及性能的影响 被引量：2

15

作者 王玲玲 王坤杰 +2 位作者 虎琳 闫联生 肖春 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期635-641,共7页

以前驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备的C/C-SiC-ZrC复合材料为研究对象,研究了C/C-SiC的高温裂解温度对C/C-SiC-ZrC复合材料的密度、开孔率、力学性能和抗烧蚀性能的影响。结果表明,C/C-SiC的高温裂解处理导致复合材料失重,开孔率增大,便于... 以前驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备的C/C-SiC-ZrC复合材料为研究对象,研究了C/C-SiC的高温裂解温度对C/C-SiC-ZrC复合材料的密度、开孔率、力学性能和抗烧蚀性能的影响。结果表明,C/C-SiC的高温裂解处理导致复合材料失重,开孔率增大,便于后续的前驱体浸渍;随着浸渍裂解周期数增加,三种C/C-SiC-ZrC复合材料最终达到相近的密度和开孔率。不同的高温裂解温度影响C/C-SiC的力学性能,1500℃裂解后的C/C-SiC复合材料具有较好的力学性能,而1600~1700℃裂解后的C/C-SiC复合材料的力学性能有所下降;最终制备C/C-SiC-ZrC复合材料的力学性能较C/C-SiC复合材料均有所提高,界面的改善是材料力学性能提高的主要原因。SiC及ZrC陶瓷基体在高温下形成的ZrO2-SiO2玻璃态熔融层起到了抗氧化冲刷的作用,最终C/C-SiC-ZrC复合材料均具有优异的抗烧蚀性能。 展开更多

关键词 c/c-sic-zrc 高温裂解温度 密度 力学性能 抗烧蚀性能

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C/SiC-ZrC复合材料在甲烷燃气环境中的氧化行为 被引量：5

16

作者 刘巧沐 张立同 +2 位作者 成来飞 栾新刚 孟志新 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期107-111,共5页

分别采用聚合物先驱体浸渗热解法(PIP)、浆料浸渗法(SI)结合PIP法和化学气相渗透法(CVI)制备了C/SiC复合材料,利用化学气相沉积(CVD)工艺在三种C/SiC复合材料表面制备了ZrC涂层,得到了C/SiC-ZrC复合材料。考核了三种C/SiC-ZrC复合材料... 分别采用聚合物先驱体浸渗热解法(PIP)、浆料浸渗法(SI)结合PIP法和化学气相渗透法(CVI)制备了C/SiC复合材料,利用化学气相沉积(CVD)工艺在三种C/SiC复合材料表面制备了ZrC涂层,得到了C/SiC-ZrC复合材料。考核了三种C/SiC-ZrC复合材料在甲烷燃气环境中的氧化行为。结果表明:在甲烷风洞中1800℃氧化30 min后,前两种工艺制备的C/SiC-ZrC复合材料表面氧化严重,氧化失重率均达到12%以上;CVI工艺制备的C/SiC-ZrC复合材料氧化失重率最小(6.9%),抗氧化性能最好。 展开更多

关键词 c/SIc复合材料 化学气相沉积 Zrc涂层 甲烷燃气环境 氧化

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C/C复合材料表面反应熔渗法制备SiC-ZrC涂层的组织与结构 被引量：4

17

作者 汪沅 周哲 +2 位作者 龚洁明 葛毅成 易茂中 《粉末冶金材料科学与工程》 北大核心 2017年第6期760-766,共7页

采用反应熔渗法(RMI)在密度为1.6 g/cm3的C/C复合材料上制备厚度为20~50μm的SiC-ZrC涂层。研究SiC-ZrC涂层结构以及涂层与C/C复合材料的界面相组成。结果表明:4种不同比例混合后的Zr,Si,C和ZrO_2粉末反应熔渗得到的样品涂层表面质量较... 采用反应熔渗法(RMI)在密度为1.6 g/cm3的C/C复合材料上制备厚度为20~50μm的SiC-ZrC涂层。研究SiC-ZrC涂层结构以及涂层与C/C复合材料的界面相组成。结果表明:4种不同比例混合后的Zr,Si,C和ZrO_2粉末反应熔渗得到的样品涂层表面质量较好,由于反应过程先达到Si的熔点生成SiC,随着温度升高,当Zr和Si都熔融后,生成ZrC的吉布斯自由能低于SiC,故涂层由内到外呈现SiC-ZrC-SiC的三层结构,所有样品内部都熔渗了不同深度的ZrC和SiC。在偏光显微镜下SiC呈现黄绿色块状和粒状,ZrC呈现灰白色块状;粉末熔体通过共晶反应生成的Si,ZrSi_2,Zr和Zr_2Si与原料中的C以及热解炭反应最终生成SiC和ZrC,反应最终残留物中并没有发现ZrO_2。 展开更多

关键词 c/c复合材料 反应熔渗法 sic-zrc 涂层 组织结构

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聚锆碳硅烷PIP法制备C/C-SiC-ZrC复合材料力学性能研究 被引量：1

18

作者 朱世步 刘津生 +3 位作者 闫联生 张少飞 孟祥利 崔红 《航天制造技术》 2021年第1期23-28,共6页

为了降低成本和简化工艺,以SiC-ZrC复相陶瓷单源先驱体(聚锆碳硅烷,PZCS)作为原材料,通过先驱体浸渍-裂解(PIP)工艺成功制备得到C/C-SiC-ZrC复合材料。PZCS先驱体的裂解行为采用TG分析表征,高温裂解产物的相组成、微观形貌及元素分布等... 为了降低成本和简化工艺,以SiC-ZrC复相陶瓷单源先驱体(聚锆碳硅烷,PZCS)作为原材料,通过先驱体浸渍-裂解(PIP)工艺成功制备得到C/C-SiC-ZrC复合材料。PZCS先驱体的裂解行为采用TG分析表征,高温裂解产物的相组成、微观形貌及元素分布等通过XRD、SEM及EDS表征。结果表明,PZCS先驱体能够得到ZrC、SiC均匀分散的均相SiC-ZrC复相陶瓷,其1000℃陶瓷产率为53.82%,可作为PIP工艺制备复合材料的新型先驱体材料。C/C-SiC-ZrC复合材料的弯曲强度达271MPa,断口形貌观察发现,大量纤维呈拔出状态,复合材料表现出准弹性破坏行为。 展开更多

关键词 聚锆碳硅烷 先驱体 c/c-sic-zrc复合材料 力学性能

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HfC-TaC改性对C/SiC-ZrC复合材料静态氧化行为的影响

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作者 陈昊然 杨良伟 +2 位作者 张宝鹏 刘伟 宋环君 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2349-2355,共7页

利用HfC-TaC对C/SiC-ZrC陶瓷基热结构复合材料进行改性,提升C/SiC-ZrC材料的抗氧化性能。结合前驱体浸渍裂解和化学气相沉积法制备陶瓷基复合材料,并通过静态氧化实验(1600℃/5h和1600℃/20h)检验其抗氧化性能。结合弯曲强度测试和失重... 利用HfC-TaC对C/SiC-ZrC陶瓷基热结构复合材料进行改性,提升C/SiC-ZrC材料的抗氧化性能。结合前驱体浸渍裂解和化学气相沉积法制备陶瓷基复合材料,并通过静态氧化实验(1600℃/5h和1600℃/20h)检验其抗氧化性能。结合弯曲强度测试和失重情况分析,发现HfC-TaC可以有效改善C/SiC-ZrC复合材料的氧化行为,且能够使其满足力学性能要求。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪等仪器,对复合材料的晶相结构、微观结构等进行了分析,结果显示:均匀的元素分布和基体中各陶瓷组元间良好的融合度是C/SiC-ZrC复合材料抗氧化性能提升的原因。 展开更多

关键词 Hfc-Tac c/sic-zrc 陶瓷基复合材料 静态氧化 前驱体浸渍裂解

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熔渗温度和时间对C/C-SiC-ZrC复合材料性能的影响研究 被引量：9

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作者 孔英杰 于新民 裴雨辰 《装备环境工程》 CAS 2016年第3期88-92,共5页

目的研究熔渗温度和熔渗时间对复合材料密度和弯曲性能的影响。方法采用化学气相渗透法(CVI)和聚合物浸渍裂解法(PIP)制备熔渗用低密度C/C复合材料,以Si0.9-Zr0.1合金为熔渗金属,采用反应熔渗法(RMI)制备C/C-SiC-ZrC复合材料。测试C/C-S... 目的研究熔渗温度和熔渗时间对复合材料密度和弯曲性能的影响。方法采用化学气相渗透法(CVI)和聚合物浸渍裂解法(PIP)制备熔渗用低密度C/C复合材料,以Si0.9-Zr0.1合金为熔渗金属,采用反应熔渗法(RMI)制备C/C-SiC-ZrC复合材料。测试C/C-SiC-ZrC复合材料的开孔率、密度、弯曲强度,分析试样的相组成。结果熔渗温度为1450℃时,复合材料的密度仅有1.97 g/cm3,弯曲强度仅为153 MPa;当熔渗温度升高到1550℃时,密度和弯曲强度分别升高到2.39 g/cm^3和260 MPa;而当熔渗温度升高到1650℃时,密度和弯曲强度又分别降为2.18 g/cm^3和208 MPa。1.5 h熔渗时复合材料的密度值最大,为2.46 g/cm^3,相对0.5 h熔渗的最小值提高了5.1%;1.0 h熔渗时复合材料材料的弯曲强度最高,达到了260 MPa,相对于1.5 h熔渗的最低值仅提高了3.2%。结论复合材料的致密度和弯曲强度随熔渗温度的升高先升高后降低,密度随熔渗时间的延长而增大,而弯曲强度随熔渗时间的延长先升高后降低,但密度和弯曲强度随熔渗时间的延长变化较小。 展开更多

关键词 反应熔渗法(RMI) c/c-sic-zrc 弯曲性能

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