反应熔渗制备Cf/C-ZrC-SiC复合材料微观结构及抗烧蚀性能
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航天特种材料及工艺技术研究所,北京 100074

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中图分类号:

TB332

基金项目:

国家自然科学基金资助(21803062)


Microstructure and Anti-ablation Performance of Cf/C-ZrC-SiC Composites Made by Reactive Melt Infiltration
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Research Institute of Aerospace Special Materials and Processing Technology, Beijing 100074

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    摘要:

    通过反应熔渗(RMI)方式,以缝合碳纤维预制体和Si-Zr合金作为反应物,制备得到Cf/C-ZrC-SiC复合材料,并利用SEM-EDS和XRD系统分析了复合材料的微观结构,可以明确SiC-ZrC陶瓷基体在材料内部分布比较均匀且致密度较高。得益于上述基体结构,Cf/C-ZrC-SiC复合材料的弯曲强度和模量分别达到323.2 MPa和46.6 GPa,表现为韧性断裂。采用氧乙炔实验进行抗烧蚀测试,在表面温度为18 00~1 900 ℃下,ZrC含量较多的Cf/C-ZrC-SiC复合材料质量烧蚀率和线烧蚀率分别为1.263 mg/s和2.367 μm/s,ZrC含量较少的Cf/C-SiC-ZrC复合材料分别为2.056 mg/s和5.067 μm/s,Cf/C-ZrC-SiC复合材料表现出更加优异的抗烧蚀性能。

    Abstract:

    Cf/C-ZrC-SiC composites were fabricated via reactive melt infiltration (RMI) with stitched carbon fiber preform and Si-Zr alloy as reactants. The microstructure of Cf/C-ZrC-SiC composites was analyzed by SEM-EDS and XRD. It can be concluded that SiC-ZrC ceramic matrix has uniform distribution in the Cf/C-ZrC-SiC composites. Benefiting from the above matrix microstructure, the bending strength and modulus of Cf/C-ZrC-SiC composites can reach up to 323.2 MPa and 46.6 GPa, respectively. The mass ablation rate and linear ablation rate of Cf/C-ZrC-SiC composites with high ZrC content are 1.263 mg/s and 2.367 μm/s, respectively; and 2.056 μm/s and 5.067 mg/s for Cf/C-SiC-ZrC composites with less ZrC content, respectively. Cf/C-ZrC-SiC composites show good ablation resistance.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

杨良伟,陈昊然,金鑫,刘伟,刘俊鹏.反应熔渗制备Cf/C-ZrC-SiC复合材料微观结构及抗烧蚀性能[J].宇航材料工艺,2023,53(4):43-47.

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  • 收稿日期:2021-07-03
  • 最后修改日期:2021-08-25
  • 录用日期:2021-09-02
  • 在线发布日期: 2023-08-30
  • 出版日期:
第五届航天高分子材料制备与应用工艺技术交流会 征文通知

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