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C/C复合材料具有低密度、高比强度等优异性能,在超高温结构材料中占有重要的地位。然而,其制备周期长、成本高、高温易氧化烧蚀等不足,大大限制了它的广泛应用。基体改性技术是提高C/C复合材料抗氧化耐烧蚀性能的有效途径,通过在C/C复合材料基体中引入氧化抑制剂或耐高温陶瓷相,可大幅提高其抗氧化耐烧蚀性能。反应熔渗法是C/C复合材料基体陶瓷化改性的有效途径,其不但可通过原位反应实现C/C复合材料耐高温陶瓷改性,还能有效缩短C/C复合材料制备周期、降低生产成本。HfC熔点3890℃,其氧化物Hf O2具有熔点高、高温下蒸发速率低的特点,使得HfC陶瓷改性C/C复合材料高温抗氧化烧蚀能力突出。本文以Cf/HfC复合材料制备为目标,主要研究了不同抗氧化烧蚀组分改性C/C复合材料组织与性能,不同组元、不同成分Hf基合金熔渗C/C复合材料熔渗组织,Cf/HfC复合材料性能等,期望通过浸渍熔渗复合法制备出抗氧化烧蚀性能优异的Cf/HfC复合材料。采用球磨混合法制备了Zr B2、B4C、Ta Si2等抗氧化烧蚀微粒改性钡酚醛浸渍液,并通过液相浸渍法增密低密度C/C预制体制备改性C/C复合材料。研究了不同比例Zr B2改性钡酚醛浸渍C/C预制体的浸渍效果,得出了钡酚醛树脂与Zr B2微粒的最佳混合比例为3.5:1(重量比)。单组分改性C/C复合材料的抗氧化烧蚀性能较差,但多组分改性可明显提高材料的抗氧化烧蚀性能,含Zr B2+Ta Si2+Hf O2三种微粒(9wt%),密度为1.34g/cm3的改性C/C复合材料线烧蚀率为0.0146mm/s,其弯曲强度为178.52MPa,断裂方式为脆性断裂。设计并熔炼制备了Hf-Si-B、Hf-Zr-Si-Ta、Hf-Zr-Si-Ta-B等不同组元、不同成分的Hf基合金,并在1900℃熔渗C/C预制体制备Cf/HfC复合材料。结果表明:随Ta含量增加,熔渗组织中各相分布逐渐变得均匀,Cf/HfC复合材料气孔率降低,线烧蚀率逐渐增大。B元素的引入可明显提高Cf/HfC复合材料的抗烧蚀性能,Hf-Si-B合金熔渗样品的线烧蚀率随B含量增加而降低,其中Hf10Si6B合金熔渗样品线烧蚀率为0.0044mm/s;Hf-Zr-Si-Ta-B五元合金熔渗制备的Cf/HfC复合材料比Hf-Zr-Si-Ta四元合金熔渗制备的Cf/HfC复合材料抗烧蚀性能有了明显改善,40Hf36Zr10Si10Ta4B合金熔渗样品密度4.15g/cm3、开孔率8.77%,氧乙炔焰烧蚀60s后样品表面生成主要由Hf O2、Zr O2组成的致密氧化物保护层,样品表面无明显的烧蚀凹坑,线烧蚀率为0.0109mm/s。采用浸渍熔渗复合法制备了两种Cf/HfC复合材料,其中密度2.98g/cm3、开孔率12.95%,含Zr B2+Hf O2+Ta Si2微粒的Cf/HfC复合材料氧乙炔焰考核60s后,样品表面生成了由Hf O2、Zr O2、Ta2O5、Si O2组成的致密氧化物保护层,材料的线烧蚀率为0.0171mm/s,室温弯曲强度达173.76MPa,断裂方式为假塑性断裂。采用反应熔渗法和浸渍熔渗复合法分别制备了Cf/HfC复合材料模拟件,使用高频等离子体风洞考核其抗烧蚀性能。反应熔渗法制备的Cf/HfC模拟件密度为5.29g/cm3,在热流2.83MW/m2、驻点温度2301℃条件下考核1000s后,模拟件外形完整,尺寸无明显变化,其线烧蚀率为0.0011mm/s。浸渍熔渗复合法制备的Cf/HfC模拟件密度为3.87g/cm3,在热流3.53MW/m2、驻点温度2293℃条件下考核180s后,其线烧蚀率仅为0.0017mm/s,表现出了优异的抗烧蚀性能。