RMI法制备穿刺C/C-SiC复合材料的微结构及烧蚀性能

作者：吴小军; 刘明强; 张兆甫; 谢栋; 郭春园

来源：稀有金属材料与工程, 2021, 50(11): 4023-4030.

• 反应熔渗
• C/C-SiC复合材料
• 氧乙炔烧蚀
• 微结构

以无纬布/网胎0°/90°叠层穿刺三维四向预制体为增强体,采用化学气相渗透(chemical vapor infiltration,CVI)、树脂浸渍碳化(polymer infiltration carbonization,PIC)与反应熔渗(reactive melt infiltration,RMI)复合工艺制备穿刺C/C-Si C复合材料,研究其微观组织及在C2H2-O2焰中的烧蚀行为。结果表明:无纬布、穿刺纤维束由CVI+PIC制备的碳基体填充而形成致密C/C区域,RMI生成的Si C主要位于网胎层中,其含量为37.3%(质量分数)。复合材料表面因过量硅化而形成了Si C富集层。当烧蚀距离为20 mm、O2:C2H2=2:1时,烧蚀600 s后材料X-Y、Z向线烧蚀率分别为0.8×10-4、3.6×10-4 mm/s,比先驱体浸渍裂解(polymer infiltration pyrolysis,PIP)工艺制备C/C-Si C材料烧蚀率小1个数量级。烧蚀面Si C富集层保护及被动氧化作用是材料具有优异抗氧化烧蚀性能的主要原因。随烧蚀距离由20 mm向10 mm减小,复合材料烧蚀率先缓慢变化后快速增大,烧蚀率快速增长阶段复合材料发生主动氧化烧蚀。

• 单位
  西安航天复合材料研究所