Fe含量对FexSiy改性C/C-ZrC-SiC复合材料的显微结构和烧蚀性能的影响

摘要：

为了改善C/C-ZrC-SiC复合材料的烧蚀性能,采用反应熔渗法(RMI)在1850℃制得一种新型耗散防热FexSiy改性C/C-ZrC-SiC复合材料,并研究熔渗母料中Fe含量的变化对该复合材料显微结构和烧蚀性能的影响.结果表明:随着熔渗母料中Fe含量的升高,复合材料的密度呈现先降低后增加的趋势.当Fe含量超过6％(摩尔分数)时,沿垂直无纬布方向,复合材料中出现独立于SiC和ZrC之间的FexSiyC固溶相,其相含量随Fe含量的升高而增多;沿平行无纬布方向,复合材料中发现众多以灰色FexSiyC相间隔的"团粒型"排布的ZrC相,其粒径约为10μm.通过对不同Fe含量的FexSiy改性C/C-ZrC-SiC复合材料烧蚀性能进行表征,结果表明,当Fe含量为8.5％(摩尔分数)时,FexSiy改性C/C-ZrC-SiC复合材料的烧蚀性能最佳,质量烧蚀率和线烧蚀率分别为2.3×10?3 g/s和0.7×10?3 mm/s,相比纯C/C-ZrC-SiC复合材料分别降低3.6×10?3 g/s和3.61×10?3 mm/s.其优异的抗烧蚀性能主要得益于低熔FexSiy相的耗氧耗热和SiO2熔体补偿,促使样品表面形成一层致密、低氧透过率的富SiO2层,避免基体的进一步烧蚀.

关键词：C/C-ZrC-SiC复合材料、反应熔渗法、FexSiy、显微结构、烧蚀性能

所属期刊栏目：31

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;中国科学院重点实验室开放基金

在线出版日期：2021-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：836-846