炭/炭复合材料是目前新材料领域重点研究和开发的一种新型超高温热结构材料,它拥有许多极富吸引力的材料学性能,被大量用于航空、航天及民用工业领域。然而,炭/炭复合材料在有氧环境下表面具有比较差的抗氧化性,研究表明,炭/炭复合材料在超过370℃的含氧气氛下开始发生氧化反应,反应速度在500℃时还会迅速增大,这将对材料本身造成毁灭性的破坏。因此,在高温下是否具有可靠的抗氧化保护对炭/炭复合材料来说是至关重要的。本文首先对C/C复合材料的氧化动力学与机理进行了研究,继而采用高温多相反应技术在炭/炭复合材料表面制备了抗高温氧化的SiC/Mo(Si_x,Al_1-x)₂复合涂层。分析发现涂层是由SiC、Mo(Si_x,Al_1-x)₂以及少量Mo_4.8Si₃C_0.6固溶体组成的成分变化的高温复相陶瓷。化学热力学分析发现:涂层的形成过程可分为低温和高温两个阶段,低温阶段主要是粉末原料中的Si熔化后在毛细作用下向炭/炭复合材料内部渗流并与碳发生化学反应,生成较厚的SiC涂层;在高温阶段,粉末原料中的SiC、MoSi₂和Al_2O3发生复杂多相化学反应,生成晶须和板条状碳化硅增强的Mo(Si_x,Al_1-x)₂复合涂层。计算分析与实验结果完全吻合。另外,通过对比实验,发现当粉末原料质量组成为Si 10%、Al₂O₃ 10%、SiC 54%和MoSi₂26%时所制得的复合涂层,均匀致密且不与粉末原料粘结。鉴于Mo(Si_x,Al_1-x)₂材料具有比MoSi₂更为优良的抗氧化性能,本文采用Mo(Si_x,Al_1-x)₂材料作为复合涂层的封孔剂,先向定量的MoSi₂粉末中添加不同含量的Al来制备Mo(Si_x,Al_1-x)₂材料,随着Al量的增加,Mo(Si_x,Al_1-x)₂的峰强度也是逐渐增强。通过高温氧化实验的对比分析,结果表明FK03 Mo(Si_x,Al_1-x)₂材料具有的抗氧化性能较好。因此利用FK03Mo(Si_x,Al_1-x)₂材料对SiC/Mo(Si_x,Al_1-x)₂复合涂层包覆的C/C复合材料封孔进行抗高温氧化实验,在1500℃,分别氧化2h、5h、10h、15h、20h,涂层部分发生氧化失重,但C/C复合材料基体未被氧化,达到很好的抗氧化较果。