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ZrC-Cu-C/C复合材料的烧蚀性能及烧蚀机制

吴皇 易茂中 周文艳 庞伟林 冉丽萍

吴皇, 易茂中, 周文艳, 等. ZrC-Cu-C/C复合材料的烧蚀性能及烧蚀机制[J]. 复合材料学报, 2017, 34(1): 152-159. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160422.001
引用本文: 吴皇, 易茂中, 周文艳, 等. ZrC-Cu-C/C复合材料的烧蚀性能及烧蚀机制[J]. 复合材料学报, 2017, 34(1): 152-159. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160422.001
WU Huang, YI Maozhong, ZHOU Wenyan, et al. Ablation property and mechanism of ZrC-Cu-C/C composites[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2017, 34(1): 152-159. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160422.001
Citation: WU Huang, YI Maozhong, ZHOU Wenyan, et al. Ablation property and mechanism of ZrC-Cu-C/C composites[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2017, 34(1): 152-159. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160422.001

ZrC-Cu-C/C复合材料的烧蚀性能及烧蚀机制

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160422.001
基金项目: 粉末冶金国家重点实验室自主研究项目
详细信息
    通讯作者:

    冉丽萍,博士,教授,博士生导师,研究方向为炭/炭复合材料,炭/陶复合材料,E-mail:rlp@csu.edu.cn

  • 中图分类号: TB333

Ablation property and mechanism of ZrC-Cu-C/C composites

  • 摘要: 为了提高炭/炭(C/C)复合材料的耐烧蚀性能,以孔隙率为38%的C/C复合材料为坯体,Zr-Cu混合粉末为熔渗剂,采用反应熔渗法制备了ZrC-Cu-C/C复合材料。通过氧-乙炔焰烧蚀实验,研究了熔渗剂成分对复合材料高温耐烧蚀性能的影响。利用XRD、SEM和EDS对烧蚀前后ZrC-Cu-C/C复合材料的相组成和微观结构进行了分析。结果表明:ZrC-Cu-C/C复合材料烧蚀前主要存在C、ZrC和Cu相,有微量Zr残余;烧蚀20 s后表面主要存在炭基体、ZrO2、CuO、Cu2O及残余的ZrC和Cu。随熔渗剂中Zr含量增加,复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率均呈现先减小后增大的趋势,以60% Zr-Cu(质量分数)为熔渗剂制备的ZrC-Cu-C/C复合材料的抗烧蚀性能最佳,其线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.001 8 mm·s-1和0.001 3 g·s-1。ZrC-Cu-C/C复合材料的烧蚀机制为以C的升华、ZrO2的熔化及Cu的蒸发和汽化为主的热物理烧蚀、ZrC和C氧化的热化学烧蚀以及高压热流冲刷引起的机械剥蚀的综合作用。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-02-16
  • 修回日期:  2016-04-14
  • 刊出日期:  2017-01-15

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