三維針刺C/C-SiC復合材料的燒蝕性能①

王玲玲，嵇阿琳，黃寒星，王 航，崔 紅，閆聯生

(1.西安航天復合材料研究所，西安 710025;2.高性能炭纖維制造及應用國家地方聯合工程研究中心，西安 710089)

三維針刺C/C-SiC復合材料的燒蝕性能①

王玲玲1，2，嵇阿琳1，2，黃寒星1，2，王 航1，2，崔 紅1，2，閆聯生1，2

(1.西安航天復合材料研究所，西安 710025;2.高性能炭纖維制造及應用國家地方聯合工程研究中心，西安 710089)

采用“化學氣相滲透+先驅體浸漬裂解”(CVI+PIP)混合工藝，制備了三維針刺C/C-SiC復合材料，使用氧氣流量和乙炔流量之比為2∶1的氧乙炔焰，研究了復合材料的燒蝕性能，燒蝕時間長達600 s;分別用掃描電鏡和表面能譜，分析了燒蝕表面的形貌和成分。結果表明，復合材料的線燒蝕率和質量燒蝕率的平均值分別是0.004 3 mm/s和0.001 4 g/s。燒蝕表面不同區域微觀形貌和燒蝕機理不同，燒蝕中心以基體氧化流失、C纖維的氧化以及氣流沖刷為主;在過渡區域，燒蝕是以SiC基體的氧化和氣流沖刷為主;燒蝕邊緣則以SiC基體的熱氧化為主。C/C-SiC復合材料在氧-乙炔條件下的燒蝕機制是熱化學燒蝕、熱物理燒蝕和機械沖刷的綜合作用。

三維針刺;“CVI+PIP”;C/C-SiC復合材料;燒蝕性能

0 引言

C/C-SiC復合材料是一種新型結構材料，具有低密度、高強度、耐高溫、抗燒蝕和抗沖刷等優異性能，同時具有比C/C復合材料更好的抗氧化性，已逐步用于如重復使用飛行器熱防護面板、高超聲速沖壓發動機燃燒室及噴管延伸段等航天航空領域［1-7］。在這些使用環境中，對材料的抗燒蝕性能要求極高。材料的燒蝕性能是評價和衡量航天領域熱結構和熱防護材料的重要指標，也是進行結構設計的關鍵參數。……