ZrC-Cu-C/C复合材料的烧蚀性能及烧蚀机制

来源期刊：复合材料学报2017年第1期

论文作者：吴皇 易茂中 周文艳 庞伟林 冉丽萍

文章页码：152 - 159

关键词：锆铜混合粉末;反应熔渗法;ZrC-Cu-C/C复合材料;烧蚀性能;烧蚀机制;

摘    要：为了提高炭/炭（C/C）复合材料的耐烧蚀性能,以孔隙率为38%的C/C复合材料为坯体,Zr-Cu混合粉末为熔渗剂,采用反应熔渗法制备了ZrC-Cu-C/C复合材料。通过氧-乙炔焰烧蚀实验,研究了熔渗剂成分对复合材料高温耐烧蚀性能的影响。利用XRD、SEM和EDS对烧蚀前后ZrC-Cu-C/C复合材料的相组成和微观结构进行了分析。结果表明:ZrC-Cu-C/C复合材料烧蚀前主要存在C、ZrC和Cu相,有微量Zr残余;烧蚀20s后表面主要存在炭基体、ZrO₂、CuO、Cu₂O及残余的ZrC和Cu。随熔渗剂中Zr含量增加,复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率均呈现先减小后增大的趋势,以60%Zr-Cu（质量分数）为熔渗剂制备的ZrC-Cu-C/C复合材料的抗烧蚀性能最佳,其线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.0018mm·s^-1和0.0013g·s^-1。ZrC-Cu-C/C复合材料的烧蚀机制为以C的升华、ZrO₂的熔化及Cu的蒸发和汽化为主的热物理烧蚀、ZrC和C氧化的热化学烧蚀以及高压热流冲刷引起的机械剥蚀的综合作用。