复合材料学报

作者：吴皇, 易茂中, 周文艳, 庞伟林, 冉丽萍,

关键词：锆铜混合粉末, 反应熔渗法, ZrC-Cu-C/C复合材料, 烧蚀性能, 烧蚀机制,

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。

来源：2017年第1期

《复合材料学报》期刊编辑部

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