C-SiC與C-Si-,3-N-,4-復合材料的制備及燒蝕行為研究.pdf

1、碳纖維增強硅基陶瓷復合材料因其良好的力學、高溫和抗氧化性能，成為航空航天領域熱端部件的重要候選材料。本文采用化學氣相滲透法制備了C/SiC和C/Si3N4復合材料，采用氧乙炔焰進行了燒蝕考核，分析了C/SiC和C/Si3N4的顯微結(jié)構，研究了C/SiC和C/Si3N4氧-乙炔焰燒蝕行為，揭示了C/SiC和C/Si3N4的燒蝕機制。研究結(jié)果表明，化學氣相滲透制備的SiC和Si3N4陶瓷均勻包敷在碳纖維表面，斷裂過程中碳纖維拔出是陶瓷基復合

2、材料的主要增韌機制。C/SiC復合材料2900℃燒蝕時，中心區(qū)域SiC基體分解、升華，乙炔裂解在表面形成亂層碳涂層；過渡區(qū)域基體被氧化、機械沖刷，表面產(chǎn)生大量小孔；燒蝕外部區(qū)域除了受到熱沖擊出現(xiàn)裂紋之外基本沒有變化。C/SiC復合材料3550℃燒蝕時，中心區(qū)域基體和纖維分解升華，燒蝕后的纖維呈針狀結(jié)構；過渡區(qū)域基體被氧化成SiO2液層，SiO2沸騰，同時伴有基體的再結(jié)晶；在外部區(qū)域，表面有SiO2球形顆粒。C/Si3N4復合材料表面基體

3、呈現(xiàn)島狀結(jié)構，基體由納米級的a-Si3N4和非晶Si3N4組成，運用串聯(lián)模型計算了沉積的Si3N4基體的介電性能；C/Si3N4復合材料1900℃燒蝕時，中心區(qū)域基體分解升華，碳纖維燒蝕斷裂，纖維被氧化；過渡區(qū)域基體部分被氧化成SiO2液層，部分受熱沖擊破裂，在機械沖刷下部分纖維裸露，表面形成SiO2球形顆粒；外部區(qū)域無變化。C/SiC和C/Si3N4的共同燒蝕機制是燒蝕區(qū)域均由中心區(qū)、過渡區(qū)和邊緣區(qū)構成。中心區(qū)燒蝕程度最高，燒蝕機制以