282 / 2021-04-23 15:52:00

大气等离子喷涂 ZrB2/SiC/TaSi2 超高温陶瓷涂层及其性能研究

C/C 复合材料；大气等离子喷涂；超高温陶瓷涂层；ZrB2/SiC；改性

摘要：高超声速飞行器在飞行过程中面临强烈的气动加热，而 C/C 复合材料因其优异的高温热稳定性而受到了 航天领域的广泛关注，但也存在高温抗氧化能力不足的问题。本文以硼化锆、碳化硅、二硅化钽为原料制备了复 合粉体材料，通过大气等离子喷涂 (APS) 工艺在 C/C 基体表面制备了高温抗氧化陶瓷涂层；采用 SEM、EDS 等 检测手段对喷雾干燥粉末和涂层的相和微观结构进行了表征，并选用氧乙炔火焰在 1800℃下对涂层样品进行了 300s 烧蚀考核。研究结果表明，TaSi2 的加入可以降低复合粉体的共熔温度，在喷涂时粉末可以产生更多的共熔 共晶组织，提高粉末沉积效率；采用大气等离子喷涂制备得到的 ZrB2/SiC/TaSi2 复合陶瓷涂层表现出了优异的高 温抗氧化性能，涂层无明显剥落破碎等现象；烧蚀过程中 TaSi2 可以促进稳定的共晶氧化物的形成以及补充挥发 的玻璃相，涂层表面形成了致密的Zr-Ta-O共晶氧化物，起到阻氧屏障的作用，从而使涂层具有更好的抗烧蚀性能。