C/C复合材料表面SiC-ZrB2涂层的缺陷修复与抗烧蚀性能

摘要：

碳/碳(C/C)复合材料表面涂层在制备与服役过程中易出现裂纹、凹坑和孔洞等缺陷,使涂层失去完整性而极易导致防护失效,目前常用的解决方法为更换整体涂层,成本高、工艺复杂、耗时长,因此快速高效的涂层轻微缺陷修复技术是解决这一难题的有效途径.通过大气等离子焰流在C/C复合材料表面SiC-ZrB2(SZ)涂层表面预先构造缺陷,采用异丙醇以及高温下性能稳定的含硼聚氮硅烷胶粘剂作为修复剂,以SiC-ZrB2粉末作为改性填料,Al203作为烧结助剂,对SZ涂层缺陷进行修复,研究修复前后涂层的微观结构演变与烧蚀防护性能.结果表明:经等离子焰流烧蚀后,未修复的SZ涂层试样中心出现圆形凹坑缺陷,裸露出C/C复合材料基底;而对于修复后的涂层试样,修复剂热解生成的SiBCN陶瓷和改性陶瓷填料均匀覆盖于缺陷处,使涂层保持较高完整性,且在氧乙炔烧蚀下生成致密的Si02玻璃膜可有效阻挡氧扩散,保护C/C复合材料免受机械冲蚀;修复后的涂层试样在氧乙炔焰流下烧蚀60 s后线烧蚀率与质量烧蚀率分别为0.65 μm/s和-0.28 mg/s,相比于未修复涂层试样分别降低了 83.54％和129.47％,修复后涂层的抗烧蚀性能得到显著提升.

关键词：C/C复合材料、SiC-ZrB2涂层、缺陷修复、抗烧蚀性能

所属期刊栏目：35

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金52125203

在线出版日期：2023-02-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：214-221