等离子火焰下C/C复合材料的SiC/ZrC-ZrB2双层涂层的耐烧蚀性能及其机理

摘要

为了提高碳/碳(C/C)复合材料的耐烧蚀性能,采用包埋法和料浆刷涂法制备了SiC/ZrC-ZrB2双层涂层。在2300°C以上的等离子火焰下测试了SiC/ZrC-ZrB2涂层的耐烧蚀性能。结果表明,SiC/ZrC-ZrB2双层涂层的耐烧蚀性能优于ZrC-ZrB2单层涂层。等离子火焰烧蚀20 s后,ZrC-ZrB2涂层的质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0.89 mg/s和15.3μm/s,而SiC/ZrC-ZrB2涂层的质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0.09 mg/s和24.15μm/s,烧蚀过程中,SiC内层产生SiO2玻璃相,形成ZrO2-SiO2熔融膜。与ZrC-ZrB2涂层表面形成的ZrO2熔融膜相比,具有较低氧扩散速率和黏度的ZrO2-SiO2熔融膜使SiC/ZrC-ZrB2涂层具有较好的自愈性。因此,SiC/ZrC-ZrB2涂层耐烧蚀性能的提高可归因于等离子烧蚀过程中形成的致密的ZrO2-SiO2熔融膜。