轴棒法编织c/c复合材料的超声速火焰烧蚀性能

为了研究轴棒法编织、高压浸渍-碳化致密工艺(hpic)及高温处理工艺制成的高密度的碳/碳(c/c)复合材料在火箭发动机中的烧蚀性能,使用气氧和煤油超声速(hvo)火焰对复合材料进行含铝工况烧蚀/侵蚀实验,烧蚀时间为30s；对比研究了复合材料在有、无含铝粒子侵蚀时烧蚀性能的差别；分别用扫描电镜、微ct和表面能谱分析了不同工况烧蚀表面的形貌和成分。结果表明,在不同的烧蚀工况下,材料的表面粗糙度不同,微观形貌和烧蚀率也有很大差异；复合材料在无粒子侵蚀工况下的线烧蚀率和质量烧蚀率的平均值分别是0.0318mm/s和0.0319g/s,烧蚀表面呈竹笋状和毛絮状,热化学烧蚀起主导作用；有粒子侵蚀时的线烧蚀率和质量烧蚀率的平均值分别是0.0516mm/s和0.0353g/s,烧蚀表面呈钝竹笋状,纤维从根部断裂,热化学烧蚀和机械剥蚀同时起作用；在纤维和基体表面有al2o3粒子沉积；含铝烧蚀/侵蚀的线烧蚀率是不含铝烧蚀的1.6倍,质量烧蚀率的1.1倍。在烧蚀区的内部,基体碳受热后开裂,而碳纤维与基体碳间的界面相受热后无明显变化。