C/C复合材料高温抗氧化研究进展

综述了国内外C／C复合材料的高温抗氧化研究进展。阐述了C／C复合材料的氧化机理,具体介绍了内部改性和表面涂层抗氧化研究现状,并对以后的发展方向进行了展望。     

C/C复合材料抗氧化涂层研究进展

结合国内外近几年的研究报道，介绍了C/C复合材料抗氧化涂层的基本要求及类别、各涂层体系及制备方法，并简要阐述了抗氧化涂层的研究方向。     

C/C复合材料抗氧化耐高温SiC陶瓷涂层的研究

采用高温反应法和PVD法在SiC工业合成炉内制备了C/C复合材料耐高温抗氧化SiC陶瓷涂层.用XRD、SEM对其物相组成和显微结构进行了表征与分析,讨论了涂层的形成机理,并研究了其高温氧化性能.研究结果表明,所制备的陶瓷涂层主要由α-SiCβ-SiC组成,晶粒发育完整,涂层表面致密、无裂纹,且与碳基体结合紧密,涂层厚度约600μm,涂层抗氧化性良好,在1500℃空气中氧化10h失重约为0.3%.     

C/C-SiC-HfC复合材料的微观结构及力学性能研究北大核心

采用炭纤维和陶瓷粉末混编技术将HfC粉引入到炭纤维预制体中,制备了含有HfC超高温陶瓷粉末的炭纤维预制体;随后采用化学气相渗透(CVI)和先驱体浸渍裂解工艺(PIP)制备了密度高达1.94 g/cm^(3)的C/C-SiC-HfC复合材料,分析了复合材料的微观结构及力学性能。结果表明,制备的复合材料主要由C、SiC及HfC等物相组成,复合材料的平均弯曲强度达到了78.3 MPa,平均压缩强度为127.9 MPa;断裂过程中,断口处出现明显的裂纹扩展、纤维拔出及脱粘现象,从而使得材料呈现出一定的假塑性断裂特征。     

C/C-SiC-ZrC复合材料抗氧化烧蚀性能研究

采用化学气相渗透(CVI-C)和液相浸渍裂解(PIP-SiC、PIP-ZrC)工艺制备了2.5D C/C-SiC-ZrC陶瓷基复合材料。通过液氧煤油超音速火焰对蘑菇头驻点试验件进行烧蚀试验,并采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对材料的微观形貌及抗氧化烧蚀机理进行了初步探讨。结果表明,C/C-ZrC-SiC复合材料基体中SiC:ZrC质量比约为4:6,在2200K~2400K液氧煤油超音速火焰烧蚀试验环境下具有良好的抗烧蚀性能,100s蘑菇头驻点线烧蚀率仅为0.0054mm/s。研究发现,C/C-ZrC-SiC复合材料中合适的SiC和ZrC基体配比,高温氧化烧蚀过程中,材料表面形成了以ZrO_(2)颗粒为骨架的连续致密粘稠熔融层,有效封填材料表面的裂纹、孔洞,降低氧化性气氛向材料内部扩散的速率,对材料形成了较好的保护。     

C/C复合材料SiC-SiO_2/ZrO_2-SiC复合抗氧化涂层

为了提高C/C复合材料在高温有氧环境的抗氧化性,在SiC抗氧化涂层防护的基础上,采用气相沉积法及溶胶凝胶吸附冷凝热蒸汽法在C/C复合材料表面制备出了SiC-SiO2/ZrO2-SiC复合涂层。利用扫描电镜、能谱质谱测试及X射线衍射等检测方法对涂层各层进行了分析。结果表明,溶胶吸附ZrCl4蒸汽法制备ZrO2涂层,不仅能够在高温自动修复单层SiC涂层的裂纹缺陷,还起到了在制备外层SiC涂层过程中缓冲应力的作用。这种多层复合涂层在高温下具有良好的抗氧化性,在1 800℃等离子焰动态空气氧化120 s后,计算得出该涂层失重速率仅为0.4 g/(m2·s),表明该涂层具有卓越的抗氧化性。     

ZrC改性C/C复合材料的抗氧化涂层研究

为了提高C/C复合材料的高温抗氧化性能,采用含锆有机溶剂实现了对C/C复合材料的ZrC改性,通过粉末包埋法在其表面制备了SiC过渡层,通过溶胶凝胶法制备了外部的复合陶瓷氧阻挡层。设计三因素三水平的正交试验,研究了ZrC改性增重、过渡层厚度和氧阻挡层厚度三个主要因素对C/C复合材料高温抗氧化性能的影响。9个样品在1600℃马弗炉中进行了30 min的静态氧化测试,结果表明,ZrC改性增重5%、过渡层厚度为60μm和氧阻挡层厚度为80μm的样品抗氧化性能最好,质量损失率仅约5.51%。     

CVD法制备C/C复合材料沉积炉流场数值模拟北大核心

化学气相沉积(CVD)法是目前制备C/C复合材料的首选方法,沉积炉内流场的均匀性直接影响目标产物的质量及产量。本文建立了CVD法制备C/C复合材料的沉积炉内气体流动仿真模型,采用计算流体力学方法对沉积炉内流场进行模拟,并研究主要工艺参数对沉积炉内流场分布的影响规律。结果表明,产品区域气体呈现低速均匀的流动特征,真空度增大会导致沉积炉内气体流速显著增加,但对流场均匀性几乎无影响;采用各路相同的送气方式时沉积炉内流场分布比中心增大的送气方式更均匀;较小进气量可以使沉积炉内流场更均匀。     

C／C复合材料抗氧化研究现状

结合国内外近几年研究报道,综述了C／C复合材料抗氧化方法,对各种涂层系统进行评述。文章最后展望了C／C复合材料高温抗氧化保护的研究方向。     

C/C复合材料改性技术研究进展

综述了国内外最近C/C复合材料基体改性与涂层改性技术研究进展.并对未来的进一步研究进行展望.     

SiC含量对C/C-SiC复合材料弯曲强度及抗氧化性能的影响

选用聚碳硅烷（PCS）为前驱体，对密度分别为1．34g／cm^3，1．52g／cm^3和1．62g／cm^3的针刺炭布C／C材料进行液相致密化处理，制得密度达1．75g／cm^3的C／C-SiC复合材料，并与密度为1．85g／cm^3的同结构高密度C／C材料的弯曲强度和抗氧化性能进行了对比分析。结果表明：密度为1．34g／cm^3的C／C材料经过PCS致密化处理，在保持高密度C／C材料的弯曲强度同时，显著提高了材料的抗氧化性能。     

炭/炭复合材料的抗氧化研究现状

介绍了目前提高C／C复合材料抗氧化能力的方法，简述了抗氧化涂层的制备方法，综述了抗氧化涂层的几种典型结构。提出了对于C／C复合材料高温氧化保护研究方向的一些看法，阐明了其发展趋势及前景。     

C/C复合材料摩擦性能研究

对国产C/C复合刹车材料进行了低速度低能载条件下的地面惯性动力试验,结果表明,C/C复合刹车材料在较低能量条件下具有较高的摩擦系数,在摩擦速度-摩擦系数关系图上,最高摩擦系数出现在12 m/s的摩擦初速度前后,同时对摩擦面比压进行调整,发现在低速刹车时,随着比压增加,摩擦系数下降.     

C/C复合材料SiC-MoSi2-WSi2抗氧化涂层的制备及性能研究

为提高C/C复合材料的高温抗氧化性能,以聚碳硅烷(PCS)浸渍裂解法和Si,Mo,W粉浆料刷涂反应法在C/C复合材料表面制备SiC-MoSi2-WSi2复合涂层,借助X射线衍射仪、扫描电镜等分析手段,对涂层的微观形貌、组织结构及物相进行分析研究,优化涂层制备工艺,考察了涂层的高温抗氧化性能,分析了抗氧化机理.制备的SiC-MoSi2-WSi2复合涂层厚度200 μm左右,主要由SiC,MoSi2,WSi2构成.1500℃氧化试验结果表明复合涂层的静态氧化失重率较SiC单层涂层降低50％以上,较大地改善了C/C复合材料的抗氧化性能.     

高性能C/C复合材料制备工艺研究

对制备C/C复合材料的化学气相渗透工艺进行了系统的实验研究,着重分析了热解碳的沉积过程。研究表明,在化学气相渗透的初始阶段,热解碳主要在碳纤维表面沉积,并与碳纤维之间形成了界面结合;随后,热解碳的沉积继续填充碳纤维预制体内部的气孔。这一过程有助于缓解纤维与陶瓷基体之间的界面应力。研究表明,通过调节热解碳的沉积时间可以得到具有一定密度梯度的C/C复合材料。     

C/C复合材料高温纯化与致密化技术研究

为实现光伏设备中炭素热场材料的循环使用,对硅化腐蚀后的C/C复合材料采用先纯化、再沉积的工艺路线,研究了不同工艺对C/C复合材料体积密度、抗折强度、物相组成以及微观元素分布的变化情况.结果表明:采用高温还原纯化法可大幅降低C/C复合材料中存在的Si元素,且纯化次数越多,纯化效果越明显.与此同时,在经过气相沉积后,材料密...     

SiC-ZrC复合超细粉末的合成及抗氧化性能研究

以二氧化锆、硅溶胶、炭黑作为前驱体原料,采用碳热还原法来制备SiC-ZrC复合粉末。研究了反应温度对SiC-ZrC复合粉末的烧失率、物相组成与显微结构的影响。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、综合热分析仪（TG-DTA）等手段对粉末样品进行测试分析。结果表明：在合成温度达到1500℃以上时,采用碳热还原法可成功合成SiC-ZrC复合粉末。在1550℃～1600℃下合成的产物中主要存在SiC和ZrC的特征衍射峰,合成产物结晶度好,这表明该条件下的合成反应进行比较完全。与1550℃相比,在1600℃温度下的合成产物中存在一定量的晶须,且存在有近似球状和短棒状及絮状颗粒,形成多样化显微结构。     

俄罗斯航空刹车用C/C复合材料的研究现状

介绍了俄罗斯航空用Ｃ／Ｃ复合材料的发展现状、工艺路线、应用状况,并对工艺特点进行了评价。     

C/C复合材料高温抗氧化性的研究进展

C／C复合材料高温氧化性限制了其在高温领域的更广泛应用。结合国内外近年关于C／C复合材料高温抗氧化性的研究报道。简要介绍了C／C复合材料氧化机理，从内部保护和外部涂层两个角度总结了今年来抗氧化性能的研究结果，并提出了对C／C复合材料高温抗氧化性研究方向的一些看法。     

工业CT技术在C/C复合材料无损检测中的应用

C/C复合材料在制备和使用过程中可能产生不同程度的缺陷,对其进行无损检测非常重要.本文采用工业CT对C/C复合材料中常见缺陷进行质量检测与分析,由分析可知:工业CT对C/C复合材料进行无损检测是有效的,不仅可以准确检测出C/C复合材料中的常见缺陷,而且可以对其进行定性定量分析,对提高产品质量、改进生产工艺以及决定制品的...