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ZrB₂改性C/C复合材料微观结构及烧蚀性能的研究

孙慧慧 , 李贺军 , 沈学涛 , 曹高翔 , 强新发 , 任晓斌 , 付前刚

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.10918

采用超声波真空浸渍-碳热还原法将ZrB2引入碳纤维预置体, 结合热梯度化学气相渗透、高温石墨化工艺制备了ZrB₂改性C/C复合材料. 氧-乙炔烧蚀测试结果表明, 添加了6.87 wt% ZrB₂后, C/C复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率分别下降了64.9%和67.5%. 分析表明, C/C复合材料的烧蚀主要是由热化学和热物理反应控制, 机械剥蚀在烧蚀过程中仅起到次要作用. 烧蚀产物ZrO₂/B₂O₃在烧蚀过程中的挥发会带走大量的热, 从而减少了烧蚀火焰对烧蚀表面的热冲击.

关键词: 烧蚀 , ZrB₂ , C/C composites , ZrO₂

烧蚀产物ZrO₂对ZrC改性C/C复合材料烧蚀的影响

沈学涛 , 李克智 , 李贺军 , 兰逢涛 , 冯涛

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00943

采用ZrOCl₂溶液浸渍法把含锆组元引入碳纤维预制体, 结合热梯度化学气相渗透、高温石墨化工艺制备了ZrC改性C/C复合材料. 用氧乙炔烧蚀测试材料的烧蚀性能, XRD测试材料烧蚀前后的物相组成, 采用SEM观察材料的微观形貌. 烧蚀结果表明：随着烧蚀次数的增加, 若每次烧蚀后不去除ZrO₂, 材料的线、质量烧蚀率呈先增加后减小的趋势, 最后趋于稳定; 若每次烧蚀后去除ZrO₂, 材料的线、质量烧蚀率均呈增大的趋势. 产物ZrO₂的蒸发吸收了材料烧蚀表面的热量, 减缓了火焰对烧蚀表面的冲蚀, 材料的线烧蚀率减小, 然而, ZrO₂的蒸发会增加材料的质量损失速度, 导致材料的质量烧蚀率增大.

关键词: ZrC , C/C composites , ablation , oxyacetylene

单向C/C复合材料基体中间相在磁场中的取向

周少荣 , 白世鸿 , 乔生儒 , 孙晓燕

无机材料学报

本工作利用扫描电镜、X射线衍射仪及正交偏光显微镜研究了沥青中间相以及单向C／C复合材料基体中间相在800mT磁场中处理后的取向，证实了沥青中间相的层片平行于磁场方向；在本工艺条件下，制造的单向C／C复合材料基体中间相层片垂直于碳纤维.

关键词: 强磁场 , C/C composites , mesophase pitch , orientation , SEM

MSI工艺制备C/SiC复合材料的氧化动力学和机理

闫志巧 , 熊翔 , 肖鹏 , 黄伯云

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.01151

以针刺整体炭毡为预制体, 采用CVD+MSI工艺制备了C/SiC复合材料, 借助XRD和SEM研究材料的微观组织, 通过等温氧化失重和非等温热重分析研究材料的氧化反应动力学和反应机理. 结果表明: MSI工艺所制备的C/SiC材料致密度高, 物相组成为类石墨结构的C、反应生成的SiC和残留Si. 其等温氧化反应机理: 第Ⅰ阶段为反应控制, 第Ⅱ和Ⅲ阶段为扩散和反应共同控制; 材料的非等温氧化过程呈现自催化特征, 氧化机理为随机成核, 氧化动力学参数为: lgA=8.752min^-1, E_a=169.167kJ·mol^-1. 与C/C材料相比, C/SiC材料有较差的低温氧化性能和稳定的高温氧化性能, 这与MSI的工艺特征密切相关.

关键词: C/SiC复合材料 , melt silicon infiltration , C/C composites , oxidation kinetics and mmechanism , TG analysis

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