液相先驱转化法制备锆掺杂C-C复合材料的研究

摘要

首先以八水氧氯化锆为原料合成了含锆液相先驱体,利用TG、XRD等研究了含锆液相先驱体的分解过程和产物;然后以含锆液相先驱体为浸渍剂对初始密度分别为1.0、1.2、1.4和1.6 g·cm-3的纯C-C复合材料进行浸渍处理,研究了锆掺杂C-C复合材料的密度和ZrO2含量变化以及锆在复合材料中的存在形式及分布状态,同时研究了锆掺杂C-C复合材料的抗氧化性能.结果表明:液相先驱体于1 000、1 600 ℃处理后完全转化为纳米的ZrO2和ZrC粒子,其中m-ZrO2、t-ZrO2、ZrC的晶粒尺寸分别为32、19、28 nm;纳米ZrO2均匀分布于C-C复合材料的表面、基体中与碳纤维表面;在生成ZrC的过程中,纳米ZrO2不仅与C-C复合材料中的基体碳相互作用,还和增强体碳纤维相互作用,使其表面产生缺陷和孔洞而降低了部分纤维的增强作用;但相比于纯C-C复合材料,锆掺杂C-C复合材料的抗氧化性能明显提高.