C/C复合材料表面ZrC/SiC多层交替涂层的制备与烧蚀行为
编号：1259
稿件编号：567 访问权限：仅限参会人
更新：2023-04-10 09:40:39
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口头报告
报告开始：2023年04月23日 17:00 （Asia/Shanghai）
报告时间：15min
所在会议：[Y3] 第十四届全国青年表面工程论坛三 » [Y3-2] 下午场
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摘要
为了满足新一代高超声速飞行器性能需求，提升前缘部位C/C复合材料高温环境的抗烧蚀性能，设计了一种具有仿生多层交替结构的ZrC/SiC交替涂层，并采用化学气相沉积法在C/C复合材料表面实现了交替涂层的连续沉积。研究了交替涂层的微观结构、生长行为和界面特征，采用氧乙炔焰测试了涂层的抗烧蚀性能。结果表明，所制备的交替涂层亚层厚度均匀，ZrC和SiC界面纯净，无杂相产生，ZrC和SiC具有相同的生长方向。氧乙炔烧蚀60 s后，与单层ZrC涂层相比，ZrC/SiC交替涂层线烧蚀率降低99%，质量烧蚀率降低98%。优异的抗烧蚀性能一方面是因为交替结构可有效调控整体涂层的应力分布，SiC低应力层交替分布在ZrC高应力层中，缓解涂层应力集中；第二方面是交替涂层呈现明显的逐层氧化特征，ZrC层经过ZrC→ZrCxOy→ZrO2的变化过程，生成多孔ZrO2耐高温相，SiC层氧化生成的气态硅化物扩散至ZrO2层中，填充ZrO2颗粒之间的间隙，促进ZrO2氧化层的结构稳定，而SiC消耗后产生的层间间隙可以为ZrO2层的膨胀提供空间，降低层间应力；第三方面是连续沉积制备的涂层层间界面为强结合界面，在氧乙炔火焰产生的热冲击下可以保持界面稳定。本研究结果可为前缘部位C/C复合材料抗烧蚀涂层的设计和应用提供理论与技术支撑。
关键字
C/C复合材料,ZrC/SiC,涂层,烧蚀,化学气相沉积
报告人
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