化學(xué)液相浸滲法制備C-C-TaC復(fù)合材料及其燒蝕性能研究.pdf

1、碳化鉭(TaC)具有高熔點(diǎn)(3880℃)、高化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的抗氧化性能，是一種極具潛力的抗燒蝕材料。本文采用化學(xué)液相浸滲法制備了C/C-TaC復(fù)合材料，通過(guò)研究真空浸滲時(shí)間、加壓浸滲時(shí)間、高溫處理溫度等參數(shù)對(duì)材料密度、氣孔率、物相組成、晶粒尺寸、微觀結(jié)構(gòu)等的影響，確定了液相浸滲和高溫處理的最佳工藝參數(shù)，提出了TaC的生成機(jī)理。通過(guò)氧-乙炔焰燒蝕實(shí)驗(yàn)考察了C/C-TaC復(fù)合材料的燒蝕性能，總結(jié)了材料的燒蝕規(guī)律，揭示了TaC在提高C/C復(fù)

2、合材料抗燒蝕性能中的作用。主要結(jié)論如下： (1)以TaCl5、HF酸、呋喃樹(shù)脂以及氟化鉭溶液為原料，合成了適宜于進(jìn)行液相浸滲的碳化鉭有機(jī)先驅(qū)體溶液，確定了各組分的最佳質(zhì)量比為T(mén)aCls：HF酸：乙醇：呋哺樹(shù)脂=6：1：9：2～6：1：9：4及氟化鉭溶液：呋哺樹(shù)脂：乙醇=4：1：2～4：1：4。 (2)系統(tǒng)研究了真空浸滲時(shí)間和加壓浸滲時(shí)間對(duì)液相浸滲效率的影響，確定了最佳液相浸滲工藝參數(shù)為先真空浸滲2～3h，然后加壓浸滲1～

3、2h。 (3)研究了高溫處理后材料的物相組成和微觀結(jié)構(gòu)，揭示了TaC的生成機(jī)理。900℃處理后的產(chǎn)物主要為T(mén)aO2F和Ta2O5，1600～2000℃處理后試樣中的Ta完全轉(zhuǎn)化成立方相TaC，但仍殘存有一定量的C。隨著處理溫度的升高，TaC顆粒尺寸明顯增大。TaC是在高溫處理過(guò)程中由Ta的氧化物與基體C通過(guò)碳熱還原反應(yīng)生成，伴有“擴(kuò)散—團(tuán)聚”現(xiàn)象，是一種液相反應(yīng)機(jī)制。 (4)研究了C/C-TaC復(fù)合材料在氧-乙炔焰流中的