C/C复合材料表面等离子喷涂ZrO2/SiO2涂层的组织结构及抗烧蚀性能

作者：孙世杰; 马壮; 柳彦博^*; 焦健; 焦春荣; 杨金华

来源：材料保护, 2021, 54(07): 9-62.

DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.002

• ZrO2
• SiO2
• 大气等离子喷涂
• 抗烧蚀涂层
• C/C复合材料

为了提高C/C复合材料的抗氧化性能,采用大气等离子喷涂(APS)法在C/C表面制备ZrO2/SiO2复合涂层,选用氧乙炔在1 450, 1 700, 2 000℃下对涂层进行烧蚀考核,并对团聚粉体以及烧蚀前后涂层的成分及组织进行分析。结果表明:大气等离子喷涂虽然可以实现C/C基体表面ZrO2/SiO2复合涂层的制备,但是由于2种材料熔点差异较大导致粉体熔融不充分,涂层孔隙率为40.12%,涂层结合强度为12.1 MPa。ZrO2/SiO2复合涂层抗烧蚀性能表现较好,其防护机理随温度的增加可以分为2个阶段:低温阶段,SiO2熔化并起到封填愈合作用,提高了致密度,ZrO2逐渐形成骨架,支撑液态SiO2;高温阶段,SiO2逐渐蒸发损耗,涂层中仅剩ZrO2并且发生烧结,继续起到抗氧化烧蚀的作用。

• 单位
  中国航发北京航空材料研究院; 北京理工大学