玻璃微珠和ZrB₂改性石英酚醛复合材料的耐烧蚀性能

李茂源^1,2，卢林²，戴珍²，洪义强²，陈为为³，张玉平³，乔英杰¹

1. 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院2. 北京机电工程总体设计部3. 北京理工大学材料学院

摘 要：在石英/酚醛防热复合材料中引入玻璃微珠和ZrB₂颗粒,旨在提高其耐冲刷、烧蚀性能。采用氧乙炔烧蚀试验测试所得石英/酚醛复合材料的耐烧蚀性能,对比分析了玻璃微珠和ZrB₂颗粒对低密度和全密度石英/酚醛材料烧蚀机理和烧蚀性能的影响。结果表明,在低密度石英酚醛复合材料中掺入适量的ZrB₂颗粒能使复合材料在烧蚀表面形成熔覆层,该熔覆层能有效保护碳化层及基体材料,降低线烧蚀率和质量烧蚀率。而表面熔覆层的形成与ZrO₂在硅系熔融物中产生的"钉锚效应"相关,同时也与B₂O₃降低硅系熔融物的表面能有关。在全密度石英酚醛复合材料中引入ZrB₂颗粒,可使其在烧蚀过程中形成多孔的ZrO₂层,有效地将碳化层和烧蚀环境隔离。然而,ZrO₂层没有熔融铺展,与碳化层结合力较弱,在烧蚀过程中容易剥落。

关键词：玻璃微珠;ZrB₂颗粒;石英/酚醛复合材料;烧蚀性能;