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    CTaCC复合材料的烧蚀性能研究

    2018-09-03   来源:   点击数:7次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港根据网络获悉:A对复合材料来说,界面结构是研究者感兴趣的重要方面之一复合材料增强相的界面特征能在很大程度上决定其复合材料的力学性能由于复合材料的界面结构分析需借助于现代微观分析方法分析的试样制备和分析的仪器设备都存在一定程度的限制和难度。蒸发与剥蚀机理由于Ta的氧化物、碳化物的熔点低:Ta3 670K),不论是Ta的氧化物或是TaC,在烧蚀过程中,除了上述的化学反应外,当表面温度达到一定值时,就液化,然后被吹走或蒸发。
      
      根据C/TaC/C复合材料的物理化学性质及烧蚀环境推测其烧蚀机理:一层一层循环烧蚀,即①热化学烧蚀,在超高温下,C主要是升华;纤维、基体的线烧蚀率不同,表面露出碳纤维,同时,TaC熔化;②随着TaC的不断熔化和C/C的不断升华,表面将完全附上TaC液体;③TaC液体被吹走(剥蚀)或蒸发掉,又露出C/C表面,然后循环①、②和③。
      
      熔化的TaC液体在材料表面上的厚度应该由在同样的环境条件下的C/C复合材料烧蚀速度、熔化的TaC液体在表面的扩展速度、环境的加热热流及流场速度共同决定。如果材料均匀,外界条件一定,TaC液体的初始厚度便可确定。‘对于C/C复合材料,侵蚀坑使加热流场不光滑,局部热流迅速增加,导致材料烧蚀量增加。对c/TaC/C复合材料的优良抗侵蚀性能,笔者认为不仅是由于液体层起了缓冲粒子侵蚀作用,更重要的是TaC液体的粘度很大,不易被气流立即吹走,它能够填补侵蚀粒子撞击材料表面的凹陷,维持材料的表面光滑性能,它使流场不在局部(可能是侵蚀部位)出现旋涡,即加热热流曲线光滑,不出现局部跳跃,表面烧蚀均。TaC液体层好象增强了抗侵蚀性能,实际上是TaC液体层减少了侵蚀对烧蚀的影响,改善其热化学烧蚀性能。
      
      中国钢管信息港根据网络获悉:假如气流剪切力大于表面液体存在的“强度”,TaC几乎不具有保护C/C复合材料抗侵蚀的功能,由此增加了C/C的表面空隙,易形成应力集中区域,增加C/C的烧蚀率。
      
      不论TaC液体层是否被吹走,如果考虑材料热应力的作用,C/TaC/C复合材料的表面剥蚀量比C/c复合材料大得多。这是由于表面材料处于高应力区,其温度特别高,在这样的超高温区下材料强度急降,再加上熔化的TaC使表面出现针孔状凹陷,应力中引起表面材料剥蚀量增大。
      
      由上可知,C/TaC/C复合材料烧蚀量由热化学烧蚀和表面材料剥蚀组成。如果熔化的TaC引起表面材料剥蚀增加量大于其减小的热化学烧蚀量,那么,C/TaC/C复合材料烧蚀量大于c/C复合材料烧蚀量。
      
      3C/TaC/C复合材料烧蚀模型的建立C/TaC/C复合材料的烧蚀机理主要是c的升华、TaC的液化、蒸发及材料表面的剥蚀,暂且不考虑材料表面的剥蚀,在超高温下C/TaC/C复合材料的烧蚀模型需要分步建立。
      
      C/TaC/C复合材料烧蚀模型与其烧蚀机理相对应,与烧蚀机理的第一步对应的烧蚀模型如图所示,它与C/C复合材料的烧蚀模型基本差不多,详见。
      
      C纤维、C基体升华,同时TaC受热熔化到一定程度,表面上形成很薄的液态层,―部分液体受压力梯度和表面切应力的作用沿物面流失,另一部分蒸发成为气体,引射到边界层中。不妨假定TaC液体层形成后才蒸发,首先需要确定TaC液体层的初始厚度,这需从烧蚀机理的第二步分析。因此对应这方面的报导和深入研究较少。笔者采用挤压浸渗法制备Si>颗粒增强的ZA27基复合材料。用分析型透射电镜(TEM)和高分辩透射电镜(HREM)对SCp颗粒和基体界面层的微结构进行观察分析。同时用高温硬度计进行高温蠕变性能试验1实验方法将Sm左右大小的SC颗粒制成预制件放入模具内抽真空后用气压把金属熔体压入模具内。冷凝后取出铸件即可获得颗粒体积含量分别为10%、20%、30%的SiCp/ZA27复合材料铸件,用线切割截取0.4mm~0.3mm薄片,用机械减薄到30,um,再用小角度离子轰击方法减薄到适合电镜观察的厚度用TEM对界面及析出相形貌进行观察,用HREM对其界面微结构进行高分辩分析。然后将制备好的复合材料试件加工成试样,在HBE-750型高低温硬度仪上进行抗蠕变试验。中国钢管信息港根据网络获悉 
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