C/C復(fù)合材料因優(yōu)異的高溫性能被認(rèn)為是高溫結(jié)構(gòu)件的理想材料。然而，C／C復(fù)合材料在高溫高速粒子沖刷環(huán)境下的氧化燒蝕問題嚴(yán)重制約其應(yīng)用。因此，如何提高C／C復(fù)合材料的抗燒蝕性能顯得尤為重要。筆者綜述C/C復(fù)合材料抗燒蝕的研究現(xiàn)狀。目前，提高C／C復(fù)合材料抗燒蝕性能的途徑主要集中于優(yōu)化炭纖維預(yù)制體結(jié)構(gòu)、控制熱解炭織構(gòu)、基體中陶瓷摻雜改性和表面涂覆抗燒蝕涂層等4種方法。主要介紹以上4種方法的研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹基體改性和抗燒蝕涂層的最新研究進(jìn)展。其中，涂層和基體改性是提高C／C復(fù)合材料抗燒蝕性能的兩種有效方法。未來C／C復(fù)合材料抗燒蝕研究的潛在方向主要集中于降低制造成本、控制熱解炭織構(gòu)、優(yōu)化摻雜的陶瓷相以及將基體改性和涂層技術(shù)相結(jié)合。
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抗燒蝕CC復(fù)合材料研究進(jìn)展.pdf
C/C復(fù)合材料具有低比重、高比強(qiáng)、高比模、低熱膨脹系數(shù)、耐熱沖擊等一系列優(yōu)異性能，作為火箭喉襯噴管及空天飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)具有其它材料難以比擬的優(yōu)勢。由于C／C復(fù)合材料是由炭基體與增強(qiáng)炭纖維組成，炭在高溫下容易氧化。研究發(fā)現(xiàn)，C／C復(fù)合材料在400℃以上就會(huì)迅速氧化，導(dǎo)致各種性能明顯下降。C/C復(fù)合材料的易氧化特性嚴(yán)重制約了其在航空航天與軍事領(lǐng)域的深入應(yīng)用。而且，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)性能的不斷提升，C/C復(fù)合材料的工作環(huán)境也變得愈加惡劣。除了要求承受和傳遞的各種靜態(tài)、動(dòng)態(tài)載荷外，還要承受推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓、高速且含有大量凝聚相顆粒燃?xì)饬鞯臒g和沖刷，這對(duì)C/C復(fù)合材料的性能提出了極其苛刻的要求。近年來，我國航空航天領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)耐高溫抗燒蝕C/C復(fù)合材料提出迫切需求，解決C/C復(fù)合材料的高溫氧化燒蝕問題顯得尤為重要燒蝕性能。目前，提高C/C復(fù)合材料的主要途徑包括炭纖維預(yù)制體結(jié)構(gòu)優(yōu)化、熱解炭織構(gòu)控制、在基體中摻雜陶瓷相改性，以及在C／C復(fù)合材料表面涂覆抗燒蝕涂層。筆者綜述C/C復(fù)合材料抗燒蝕領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，同時(shí)對(duì)未來研究重點(diǎn)進(jìn)行了展望。
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