CSiCSiMoCr复合涂层碳碳复合材料力学性能研究.pdf

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1、万方数据第23卷第4期2008年7月无机材料学报JournalofInorganicMaterialsV01．23，No．4Jul．，2008文章编号：1000—324X(2008)04-0725—04C／SiC／Si—Mo—Cr复合涂层碳／碳复合材料力学性能研究张雨雷，李贺军，姚西媛，付前刚，李克智(西北工业大学碳／碳复合材料工程技术研究中心，西安710072)摘要：采用包埋法和涂刷法在碳／碳复合材料表面制备了一种新型的C／SiC／Si—Mo-Cr复合高温抗氧化涂层．借助XRD和SEM等测试手段对所制备复合涂

2、层的微观结构进行了表征，采用三点弯曲试验研究了涂层处理及热震试验对碳／碳复合材料力学性能的影响规律．结果表明：制备的多相涂层结构致密，涂层后碳／碳复合材料弯曲强度有所增大，断裂特征由假塑性向脆性转变．涂层试样经1500。C至室温20次热震后，涂层试样的弯曲强度降低，塑性增强．关键词：碳／碳复合材料；抗氧化涂层；力学性能中图分类号：TB332文献标识码：AMechanicalPropertiesofC／SiC／Si-Mo-CrMultilayerCoatedcarbon／carbonCompositesZHANG

3、Yu—Lei，LIHe-Jun，YAOXi—Yuan，FUQian—Gang，LIKe-Zhi(c／cCompositesTechnologyResearchCenter，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’all710072，China)Abstract：AnovelC／SiC／Si—-Mo·-Crmultilayeroxidationprotectivecoatingforcarbon／carboncom-positeswaspreparedbypackcement

4、ationandslurrymethod．Themicrostructuresoftheas—preparedmultilayercoatingwerecharacterizedbyXRDandSEManalyses．Theeffectsofthecoatingprocessingandthermalshockonthemechanicalpropertiesofcarbon／carboncompositeswereinvestigatedbythreepointbendingtests．Theresultss

5、howthattheas—obtainedmultiphasecoatingisdense，andtheflexuralstrengthofcarbon／carboncompositesaftercoatingincreasesandthefracturebehaviorchangesfromthepseudo-plasticfracturetobrittlefracturemode．Afterenduringthethermalcyclingbetween1500。Candroomtemperaturefor

6、20cycles，theflexuralstrengthofthecoatedspecimensdecreasesaccordingly，andtheplasticincreases．Keywords：carbon／carboncomposites；oxidationprotectivecoating；mechanicalproperty1引言碳／碳(c／c)复合材料因其一系列优异的高温性能，如高强、高模、高热稳定性、低的热膨胀系数和稳定的摩擦系数，特别是随着温度的升高其力学性能不降反升，20000C时仍能保持

7、较优异的力学性能，被广泛应用于航天、航空及民用工业领域【1_4

8、．然而，c／c复合材料在氧化气氛巾超过400。C发生的氧化限制了该材料作为高温结构材料的广泛应用[5]因此稳定持久地抗氧化成为c／c复合材料作为高温热结构材料应用的关键．抗氧化涂层尤其复合涂层是提高c／c复合材料高温抗氧化性能的一种有效的方法[4】．SiC陶瓷由于与c／c复合材料基体良好的物理化学相容性，而被广泛地用作复合涂层的过渡层16-9l，但是其与c／c基体存在热膨胀失配问题．作者在前期的工作中研制了一种c／sic梯度内涂层，C和Si元素的梯

9、度分布可有效地缓解SiC涂层与c／c基体之间的热膨胀失配[10，11】．同时，外涂层的选择需要满足低氧渗透率、高温下具有自愈合性能等要求．由于Si—Mo—Cr合金在高温下与氧气反应生成具有极低的氧渗透率收稿日期：2007-08—22，收到修改稿日期；2007—10--15基金项目：国家”973”项目(2006CB600908)作者简介t张雨雷(1980-)，男，博士研究生．通讯联系人t