论文部分内容阅读
为提高C/C复合材料抗烧蚀性能,满足航天航空领域高温及超高温环境使用要求,本文采用包埋法和化学气相沉积法制备了结构复合的ZrC/ZrC复合涂层、结构与成分复合的ZrC/TaC复合涂层,探索了C/C复合材料高温抗烧蚀涂层的制备技术。采用包埋法和CVD法制备了ZrC/ZrC复合涂层,分析了涂层的组织结构特征,并研究了复合涂层的抗烧蚀性能。包埋法制备的ZrC内涂层具有内层致密、外层多孔的双层结构特征,与CVDZrC外涂层相互镶嵌融合,形成机械互锁结构,增强了界面结合强度。复合涂层经过30s烧蚀后,结构完整,表面为多孔ZrO2。包埋多孔ZrC层可极大减缓和释放在烧蚀产生的强热震和热应力,提高复合涂层的抗热震性、结构稳定性以及烧蚀可靠性。采用化学气相共沉积法在不同ZrCl4/TaCl5质量比下制备了ZrC/TaC复合涂层,并研究了其抗烧蚀性能。ZrC/TaC复合涂层均由碳化物颗粒堆积而成,具有成分波动的自组织多层结构特征。烧蚀60s后,ZrCl4/TaCl5比为4：1、2：1、1：1时复合涂层的产物均为ZrO2和TaZr2.75O8,质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0.3×10-4g·s-1和0.5×10-4mm·s-1、0.6×10-4g·s-1,和7.5×10-4mm·s-1、-0.2×10-4g·s-1和1.0×10-4mm·s-1,抗烧蚀性能明显优于单一ZrC涂层与ZrC/ZrC复合涂层。多层结构可显著降低气流对内部涂层及基体的热冲击,减缓内部涂层的氧化速率。TaC的存在有助于涂层在烧蚀中形成致密氧化物层和氧化物熔体,有效提高涂层在高速高压气流下的抗冲刷能力。适量的TaC有利于提高ZrC/TaC复合涂层的抗烧蚀性能。图48幅,表10个,参考文献87篇。