B4C—SiC／C复合材料高温自愈合抗氧化性能研究：Ⅱ 复合材料结构变化 …

用扫描电镜观察了复合高温氧化后的表面形貌，通过对复合材料断面ＳＥＭ考察获得了复合材料氧化后表面陶瓷层的厚度，据此对复合材料氧化过程中的结构变化与其自愈合抗氧化的相关性进行了分析。结果表明；８００℃氧化时，复合材料表面的陶瓷层主要由Ｂ２Ｏ３／ＳｉＣ粒子组成，复合材料中Ｂ４Ｃ含量高及Ｂ／Ｓｉ比大时，可实现较好的自愈合抗氧化；１０００℃氧化时，ＢＳ２０１０和ＢＳ２０２０复合材料样品表面形成了熔融流动性好     

B4C—SiC／C复合材料高温自愈合抗氧化性能研究：Ⅰ 复合材料恒温氧化？…

制备了Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ／Ｃ复合材料，并对其在８００℃，１０００℃，１２００℃的恒温氧化行为进行了考察。在实验基础上，分析影响其氧化行为的主要因素，并对复合材料的自愈合抗氧化性进行了初步评价。结果表明，复事材料在氧化过程中表现出自愈合抗氧化特性，这种性能依赖于复合材料中的Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ的含量、配比及氧化温度和氧化气氛。经过认为，复合材料的自愈合抗氧化性的差异可紧因于在氧化条件下，复合材料在表面生成陶瓷     

B_4C-SiC/C复合材料高温自愈合抗氧化性能研究 Ⅰ 复合材料恒温氧化行为研究

制备了Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ／Ｃ复合材料，并对其在８００℃，１０００℃，１２００℃的恒温氧化行为进行了考察。在实验基础上，分析了影响其氧化行为的主要因素，并对复合材料的自愈合抗氧化性进行了初步评价。结果表明，复合材料在氧化过程中表现出自愈合抗氧化特性，这种性能依赖于复合材料中的Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ的含量、配比及氧化温度和氧化气氛。经过分析认为，复合材料的自愈合抗氧化性的差异可归因于在氧化条件下，复合材料表面生成陶瓷氧化物Ｂ２Ｏ３与ＳｉＯ２的速率、含量及其物性（粘性、对基体材料的润湿性、挥发性和对氧的扩散系数）的不同。     

C-SiC-TiC-TiB_2复合材料等温氧化行为研究

对原位合成的（Ｃ－ＳｉＣ－ＴｉＣ－ＴｉＢ２）碳／陶复合材料的等温抗氧化性能进行了研究。结果表明，该材料的氧化增重和失重主要取决于碳相和陶瓷相的氧化速率和氧化层的结构特征。该材料表现出优良的抗氧化能力，这归结于在８００℃时ＴｉＢ２优先氧化，８００～１０００℃时其表面生成了一层致密的硼硅酸盐玻璃，以及在１２００℃下ＴｉＯ２晶粒包裹在其表面。     

碳／碳复合材料的宽温域自愈合抗氧化

在前期碳材料自愈合抗氧化研究的基础上,提出了通过多元陶瓷基体改性赋予碳／碳复合材料在较宽温度范围内实现自愈合抗氧化的基本原理和技术方案,分析了B4C—SiC、ZrC—SiC和ZrB2-ZrC—SiC等多元陶瓷的抗氧化机理,并采用新近合成的ZrB2-ZrC—SiC三元复相陶瓷有机前驱体,通过PIP技术制备了一系列超高温复相陶瓷改性的碳／碳复合材料,研究了该类复合材料在2200℃以下高速气流冲蚀环境中的协同抗氧化和抗烧蚀性能,发现材料表面生成的复合氧化物层能够在一定条件下赋予复合材料自愈合抗氧化能力。     

炭／炭复合材料在1500℃的抗氧化

本文研究了Ｃ／Ｃ复合材料ＭｏＳｉ２涂层系统的抗氧化性能。结果表明，ＭｏＳｉ＿２涂层系统具有１５００℃长时间抗氧化和优良的抗热震性能，在１５００℃时，２４２ｈ的氧化失重仅为０．７５％；长时间的氧化失重速率稳定在２．４３×１０－５ｇ／ｍ２·ｓ的极低水平。     

3D-C_f/SiC复合材料抗高温氧化涂层结构设计与自愈合机理

为了提高3D-Cf/SiC复合材料耐高温氧化性能,采用CVD和粉末烧结技术相结合依次在其表面制成CVD-SiC粘接层—自愈合功能层—CVD-SiC耐冲蚀层等抗高温氧化涂层。运用TG、SEM和TEM等手段研究了自愈合机理。结果表明,抗高温氧化涂层自愈合机理主要是B4C和MoSi2等氧化增重形成在高温下可流动的玻璃相,玻璃相充填材料裂纹和空隙有效地阻碍氧气渗透。因而3D-Cf/SiC复合材料具有较好的耐高温氧化性能。     

纳米陶瓷／炭复合材料自愈合抗氧化行为

用非等温氧化法研究了陶瓷／炭复合材料在氧气中的损伤－愈合过程。考察了纳米级弥散的碳化硅颗粒在氧化过程中的行为；对氧化物保护膜的形态和组成进行了观察与表征；初步阐明了纳米陶瓷颗粒弥散强陶瓷／炭复合材料仿生自愈合的过程及机理。     

飞机炭刹车盘抗氧化性能的研究

采用Ｓｉ－Ｂ系组分表面涂层对收音机炭刹车盘进行抗氧化处理，涂层中的Ｂ组分在高温下形成的玻璃态Ｂ２Ｏ３能有效地愈合涂层及炭材料本身的缺陷，抑制其氧化活性点，得到的涂层可以满足飞机炭刹车盘抗氧化处理的要求。     

SiCpl/BAS玻璃陶瓷基复合材料的制备及力学性能

用溶胶凝胶法成功合成了理论钡长石凝胶玻璃,采用热压烧结工艺制备出均匀、致密的ＳｉＣｐｌ增强的ＢＡＳ玻璃陶瓷复合材料。并利用ＳＥＭ等设备以及显微压痕、三点弯曲等方法研究了ＳｉＣｐｌ／ＢＡＳ玻璃陶瓷基复合材料致密度的影响,探讨了ＳｉＣｐｌ对ＳｉＣｐｌ／ＢＡＳ的强韧化机理。     

TiC对C—SiC—B4C复合材料氧化行为的影响

研究了ＴｉＣ的添加对Ｃ－ＳｉＣ－Ｂ４Ｃ复合材料氧化行为的影响，实验发现１５７３Ｋ处理的Ｃ－ＳｉＣ－Ｂ４Ｃ复合材料的抗氧化性能优于未加ＴｉＣ的复合材料，氧化失重随着ＴｉＣ添加量的增大而减小；更高温度处理的Ｃ－ＳｉＣ－Ｂ４Ｃ复合材料在低温氧化时表现为少量增重，１１００Ｋ以下基本无失重，而高温氧化速率则有所增加，特别是２６７３Ｋ处理的复合材料的最终氧化失重是１５７３Ｋ处理复合材料失重的６倍，失重主要发生在１２００～１４００Ｋ。Ｘ射线衍射发现，高温处理使复合材料中的Ｂ４Ｃ与ＴｉＣ发生反应生成ＴｉＢ２，减缓了Ｂ４Ｃ的氧化速率，使之在１１００～１４００Ｋ不能产生足够的液相Ｂ２Ｏ３，没有起到有效封闭炭材料裸露面而阻止氧的扩散的作用。１４００Ｋ以上的氧化失重速率受热处理温度的影响不大，主要是由于生成的ＴｉＢ２大量氧化，生成Ｂ２Ｏ３液相，以及ＳｉＣ大量氧化生成ＳｉＯ２，从而对复合材料起到保护作用。ＳＥＭ形貌观察与上述结论一致。     

SiC／Al合金层状复合材料的机械性能及损伤行为

在室温条件下测定了Ａｌ合金以连续层状形式存在于ＳｉＣ陶瓷层间并渗透入ＳｉＣ陶瓷层内、Ａｌ合金浓度呈层状变化高低相间，以及Ａｌ合金和ＳｉＣ陶瓷均匀分布相互渗透三种ＳｉＣ含量相同而结构形式不同的ＳｉＣ／Ａｌ合金复合材料的机械性能；用ＳＥＭ和光学显微镜观察分析了复合材料的断口形貌及裂纹扩展过程。结果表明，在ＳｉＣ陶瓷层间以连续层状形式存在的Ａｌ合金在应力作用下发生较大程度的塑性变形，在裂纹尾部被拉伸和形成桥接，引起能量耗散，减缓裂纹扩展速度，防止裂纹张开，使复合材料的韧性得到明显改善；ＳｉＣ／Ａｌ合金陶瓷─金属层状复合材料的损伤形式主要是ＳｉＣ陶瓷层开裂、金属层桥接和裂纹偏转。     

聚碳硅烷化学转化制备SiCw／SiC复合材料的研究

研究了以ＳｉＣ晶须为增强剂和以聚碳硅烷为先驱体热解制备ＳｉＣｗ／ＳｉＣ陶瓷基复合材料的成型工艺及其热物理性能。同时对ＳｉＣｗ／ＳｉＣ复合材料高温氧化机理进行探索。制得的ＳｉＣｗ／ＳｉＣ复合材料的密度为２．１９／ｃｍ￣３，弯曲强度为２５０ＭＰａ。     

Ti对C－B_4C－SiC复合材料显微结构与性能的影响

本文就烧结助剂Ｔｉ对Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ碳／陶复合材料显微结构与性能的影响进行了研究，Ｘ射线衍射表明Ｔｉ在烧结温度下与Ｂ发生反应在晶界生成ＴｉＢ２，并产生液相，有效地促进了Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ复合材料的烧结，抑制了晶粒的长大，使复合材料密度与强度大幅度地增加，电阻率下降；同时ＴｉＢ２在氧化时生成致密的ＴｉＯ２，包裹了易氧化的Ｂ４Ｃ和Ｃ，使制品难氧化，从而大大提高了制品的抗氧化性能．     

高能刹车盘非摩擦面的防护研究

炭纤维增强的炭基体（Ｃ／Ｃ）复合材料是高能刹车装置中的一种新型材料，该材料在温度超过４５０℃之后即开始氧化。刹车时刹车盘温度升至６００～９００℃以上。在Ｃ／Ｃ盘上涂层再固化使之形成结实的涂层十分重要。涂层成份可以有Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＣａＦ２、ＣｅＯ２等。对各种组成和处理工艺的试样的耐高温、热震、抗氧化性能进行了研究。对典型的涂层配方进行ＤＴＡ分析确定了涂层的合理固化温度。在ＳＥＭ下观察防氧化性能最好和较差的试样的表面形貌和断口结构，发现氧化性能与表面涂层的工艺过程有关。涂浸ＴＥＯＳ、Ｈ３ＰＯ４、ＰＯＣｌ３、Ｈ３ＢＯ４等之后再涂层的试样，获得的自弥合作用的硼硅玻璃或／和氟玻璃的抗氧化性能稳定。优化预涂浸后的涂层减少了由Ｃ／Ｃ材料和涂层热膨胀不匹配引起的裂纹，有较强的抗热应力和机械应力的能力     

C-SiC-TiC-TiB2复合材料的抗氧化性研究

本文对原位反应合成的C-SiC-TiC-TiB2复合材料在600～1200℃空气中的抗氧化性进行了研究．在不同材料组成和试验温度下，试样分别出现氧化增重和失重，这主要取决于碳相和陶瓷相的氧化速率及氧化层的结构特征．在600℃该材料几乎不被氧化；800℃时，TiB2被优先氧化，形成B2O3液相；在1000℃以上，B2O3与SiO2生成硼硅酸盐玻璃，形成一致密氧化层．氧化过程中液相的出现和致密氧化层的形成显著降低了氧化速率，使材料进入钝氧化，从而大幅度地提高了该材料的抗氧化能力．     

细颗粒B4C-SiC/C复合材料的抗氧化性能

用球磨分散方法制备了细颗粒B4C—SiC／C石墨复合材料，采用热分析仪测量了材料在800、1200和1400℃下的抗氧化行为，用扫描电镜观测了氧化样品的表面形貌．结果表明：细颗粒B4C—SiC／C石墨复合材料氧化后有优良的自愈合抗氧化性能，因为均匀分散的细颗粒陶瓷粒子可以迅速形成保护膜覆盖在基体表面，有效地抑制基体进一步氧化。     

高强、高抗氧化碳－陶瓷复合材料的研制

本文以生石油焦为基体原料，配入一定量的陶瓷粉末，经长时间混合磨碎，不同粘结剂冷压成型后在高温下烧结，得到Ｃ－ＳｉＣ－Ｂ４Ｃ复合烧结体。使用现代仪器扫描电镜，图象分析仪、红外分析、Ｘ射线衍射法等测试其各项性能，研制出常温抗压强度８０ＭＰａ，８００℃，６小时空气中氧化失重率１—３％的高强、高抗氧化的新型碳—陶瓷集合材料。     

SiBNC_f/SiBNC陶瓷复合材料抗氧化性能

以聚硼硅氮烷(PBSZ)为前驱体,SiBNC纤维(SiBNCf)为增强纤维,采用前驱体聚合物裂解转化与热压烧结技术相结合的方法制备了SiBNCf/SiBNC陶瓷复合材料。在800~1 500℃空气气氛下非等温氧化1~3h,研究了SiBNCf/SiBNC的氧化演变机制及氧化动力学行为。采用SEM、XRD研究了SiBNCf/SiBNC陶瓷复合材料氧化实验前后的微观形貌、物相,采用阿基米德体积排水法和三点弯曲测试法分析了复合材料的密度、孔隙率及力学性能。结果表明:SiBNCf/SiBNC陶瓷复合材料具有优异的抗氧化性能和高温稳定性,生成的氧化膜能有效阻隔氧气的进入,并且有效填补了SiBNCf/SiBNC复合材料的裂纹及孔洞缺陷,具有高温自愈合行为。SiBNCf/SiBNC复合材料氧化后密度提高,这能大幅度提高其三点弯曲强度,当密度从1.67g/cm3提高到1.86g/cm3时,气孔率下降41%,弯曲强度从7.51 MPa提高到26.54 MPa。     

Ti对C—B4C—SiC复合材料显微结构与性能的影响

本文就烧结助剂Ｔｉ对Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ碳／陶复合材料显微结构与性能的影响进行了研究，Ｘ射线衍射表明Ｔｉ在烧结温度下与Ｂ发生反应在晶界生成ＴｉＢ２，并产生液相，有效地促进了Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ复合材料的烧结，抑制了晶粒的长大，使复合材料密度与强度大幅度地增加，电阻率下降，同时ＴｉＢ２的氧化时生成致密的ＴｉＯ２，包裹子易氧化的Ｂ４Ｃ和Ｃ，使制品难氧化，从而大大提高了制品的抗氧化性能。