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抗燒蝕C/C復合材料研究進展

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2017-05-06  來源:復材應用技術網(wǎng)  瀏覽次數(shù):161
核心提示:C/C復合材料因優(yōu)異的高溫性能被認為是高溫結構件的理想材料。然而,C/C復合材料在高溫高速粒子沖刷環(huán)境下的氧化燒蝕問題嚴重
       C/C復合材料因優(yōu)異的高溫性能被認為是高溫結構件的理想材料。然而,C/C復合材料在高溫高速粒子沖刷環(huán)境下的氧化燒蝕問題嚴重制約其應用。因此,如何提高C/C復合材料的抗燒蝕性能顯得尤為重要。筆者綜述C/C復合材料抗燒蝕的研究現(xiàn)狀。目前,提高C/C復合材料抗燒蝕性能的途徑主要集中于優(yōu)化炭纖維預制體結構、控制熱解炭織構、基體中陶瓷摻雜改性和表面涂覆抗燒蝕涂層等4種方法。主要介紹以上4種方法的研究現(xiàn)狀,重點介紹基體改性和抗燒蝕涂層的最新研究進展。其中,涂層和基體改性是提高C/C復合材料抗燒蝕性能的兩種有效方法。未來C/C復合材料抗燒蝕研究的潛在方向主要集中于降低制造成本、控制熱解炭織構、優(yōu)化摻雜的陶瓷相以及將基體改性和涂層技術相結合。

       C/C復合材料具有低比重、高比強、高比模、低熱膨脹系數(shù)、耐熱沖擊等一系列優(yōu)異性能,作為火箭喉襯噴管及空天飛行器熱防護系統(tǒng)具有其它材料難以比擬的優(yōu)勢。由于C/C復合材料是由炭基體與增強炭纖維組成,炭在高溫下容易氧化。研究發(fā)現(xiàn),C/C復合材料在400℃以上就會迅速氧化,導致各種性能明顯下降。C/C復合材料的易氧化特性嚴重制約了其在航空航天與軍事領域的深入應用。而且,隨著發(fā)動機性能的不斷提升,C/C復合材料的工作環(huán)境也變得愈加惡劣。除了要求承受和傳遞的各種靜態(tài)、動態(tài)載荷外,還要承受推進劑燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓、高速且含有大量凝聚相顆粒燃氣流的燒蝕和沖刷,這對C/C復合材料的性能提出了極其苛刻的要求。近年來,我國航空航天領域的快速發(fā)展,對耐高溫抗燒蝕C/C復合材料提出迫切需求,解決C/C復合材料的高溫氧化燒蝕問題顯得尤為重要燒蝕性能。目前,提高C/C復合材料的主要途徑包括炭纖維預制體結構優(yōu)化、熱解炭織構控制、在基體中摻雜陶瓷相改性,以及在C/C復合材料表面涂覆抗燒蝕涂層。筆者綜述C/C復合材料抗燒蝕領域的最新研究進展,同時對未來研究重點進行了展望。

資料下載:   抗燒蝕CC復合材料研究進展.pdf

 
關鍵詞: 復合材料
 
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