C-SiC與C-Si-,3-N-,4-復(fù)合材料的制備及燒蝕行為研究.pdf

1、碳纖維增強(qiáng)硅基陶瓷復(fù)合材料因其良好的力學(xué)、高溫和抗氧化性能，成為航空航天領(lǐng)域熱端部件的重要候選材料。本文采用化學(xué)氣相滲透法制備了C/SiC和C/Si3N4復(fù)合材料，采用氧乙炔焰進(jìn)行了燒蝕考核，分析了C/SiC和C/Si3N4的顯微結(jié)構(gòu)，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(jī)制。研究結(jié)果表明，化學(xué)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(fù)合

2、材料的主要增韌機(jī)制。C/SiC復(fù)合材料2900℃燒蝕時(shí)，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(jī)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(fù)合材料3550℃燒蝕時(shí)，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(gòu)；過渡區(qū)域基體被氧化成SiO2液層，SiO2沸騰，同時(shí)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(fù)合材料表面基體

3、呈現(xiàn)島狀結(jié)構(gòu)，基體由納米級(jí)的a-Si3N4和非晶Si3N4組成，運(yùn)用串聯(lián)模型計(jì)算了沉積的Si3N4基體的介電性能；C/Si3N4復(fù)合材料1900℃燒蝕時(shí)，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(jī)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(jī)制是燒蝕區(qū)域均由中心區(qū)、過渡區(qū)和邊緣區(qū)構(gòu)成。中心區(qū)燒蝕程度最高，燒蝕機(jī)制以