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C/C—Cu复合材料的烧蚀形貌和烧蚀机理

作者:孙乐,王成,宗彦旭,吴坤尧,丁旭 | 烧蚀氧化机械冲刷钉扎效应

摘要:以PAN预氧化纤维整体毡为增强体,经碳化、等温CVI致密化后制备多孔的C/C复合材料预制体,利用气体压力浸渗法将Cu引入C/C预制体中制备C/C—Cu复合材料。采用氢氧(H2-O2)焰考核C/C—Cu复合材料的烧蚀性能,经扫描电镜和电子能谱对不同烧蚀区域的微观结构和成分进行分析,结果表明:预制体密度为0.96g/cm^3的C/C—Cu复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为4.75μm/s、0.223mg/s.烧蚀性能优良:其烧蚀表面具有不同的宏观形貌,在烧蚀中心区产生了明显的凹坑,主要烧蚀机制为C/C预制体的氧化和铜基体的机械冲刷:烧蚀过渡区聚集了大量的铜基体,其烧蚀机制为Cu的热氧化和机械冲刷:烧蚀边缘区材料表面变黑,主要因为C/C的氧化.为了提高C/C—Cu的烧蚀性能,需要发挥C/C预制体的“钉扎”作用,阻止Cu在高温下被气流冲刷而发生流动.

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宇航材料工艺

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