Ablation Mechanism of ZrB2-SiC and Csf/ZrB2-SiC Ultra-high Temperature Ceramic Composites
ZrB2-SiC和Csf/ZrB2-SiC超高温陶瓷基复合材料烧蚀机理的研究

通过真空热压工艺制备了ZrB2-SiC材料和Csf(碳短纤维)/ZrB2-SiC超高温陶瓷基复合材料. 采用氧乙炔火焰在4186.8kW/m2的热流下分别喷吹烧蚀两种材料180s. ZrB2-SiC材料表面最高温度达到2406℃, 烧蚀后质量烧蚀率为-0.14%, 线烧蚀率为-1×10-3mm/s, Csf/ZrB2-SiC材料表面最高温度达到1883℃, 烧蚀后质量烧蚀率为-0.19%, 线烧蚀率为-4×10-4mm/s. 对两种材料烧蚀表面和剖面的分析发现, ZrB2-SiC材料烧蚀后由表及里依次形成了疏松ZrO2氧化层、SiC富集层和未反应层的三层结构, 其中SiC富集层能够起到抗氧化的作用. Csf/ZrB2-SiC 材料烧蚀后由外到内分别形成了ZrO2-SiO2氧化层、SiC耗尽层和未反应层的三层结构, 其中最外层以ZrO2为骨架, SiO2弥合其中的结构有效地阻挡了烧蚀中氧的侵入.