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粉末冶金材料科学与工程  2024, Vol. 29 Issue (3): 191-200    DOI: 10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2024027
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ZrC纳米粉体改性C/C-SiC复合材料的微观结构和烧蚀性能
汤磊1, 白凯伦1, 熊翔1, 尹健1, 张红波1, 左劲旅2
1.中南大学 粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083;
2.湖南博云新材料股份有限公司,长沙 410205
Microstructure and ablation properties of ZrC nano-powder modified C/C-SiC composites
TANG Lei1, BAI Kailun1, XIONG Xiang1, YIN Jian1, ZHANG Hongbo1, ZUO Jinlü2
1. State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, China;
2. Hunan Boyun New Materials Co., Ltd., Changsha 410205, China
全文: PDF (1928 KB)   HTML (0 KB) 
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摘要 为改善C/C-SiC复合材料的抗烧蚀性能,以ZrC纳米粉体和Si粉为反应渗料,采用反应熔渗(reactive melt infiltration, RMI)法制备ZrC纳米粉体改性C/C-SiC复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪等研究ZrC纳米粉体含量对C/C-SiC复合材料微观结构和烧蚀性能的影响。结果表明:随ZrC纳米粉体含量增加,复合材料的孔隙率增大,而密度变化不大。ZrC纳米粉体一部分弥散分布在SiC基体中,一部分则发生了团聚。烧蚀30 s后,ZrC纳米粉体摩尔分数为6%时,复合材料的质量烧蚀率和线烧蚀率最低,分别为2.0 mg/s和3.9 μm/s。随ZrC纳米粉体含量增加,烧蚀过程中形成的ZrO2含量增多,对SiO2的钉扎作用明显增强,能有效提升C/C-SiC复合材料的抗烧蚀性能。
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作者相关文章
汤磊
白凯伦
熊翔
尹健
张红波
左劲旅
关键词 C/C-SiC复合材料ZrC纳米粉体反应熔渗微观结构烧蚀性能    
Abstract:In order to improve the ablation resistance of C/C-SiC composites, ZrC nano-powder modified C/C-SiC composites were prepared by the reactive melt infiltration (RMI) with ZrC nano-powder and Si powder as raw materials. X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and energy dispersive spectrometer were used to investigate the effects of ZrC nano-powder contents on the microstructure and ablation properties of C/C-SiC composites. The results indicate that with the increase of ZrC nano-powder content, the porosity of the composite increases, but the density changes little. Meanwhile, part of ZrC nano-powders are diffusely distributed in the SiC matrix, and part of them are agglomerated. After ablation for 30 s, when the mole fraction of ZrC nano-powder is 6%, the composite exhibits the lowest mass and linear ablation rates of 2.0 mg/s and 3.9 μm/s, respectively. And with the increase of ZrC nano-powder content, the content of ZrO2 formed during ablation increases, this leads to a notable enhancement in the pinning effect on SiO2, effectively improving the ablation resistance of C/C-SiC composites.
Key wordsC/C-SiC composite    ZrC nano-powder    reactive melt infiltration    microstructure    ablation property
收稿日期: 2024-03-25      出版日期: 2024-08-12
ZTFLH:  TB332  
基金资助:国家自然科学基金资助项目(U19A2099)
通讯作者: 尹健,博士,教授。电话:13974827640;E-mail: jianyin@csu.edu.cn   
引用本文:   
汤磊, 白凯伦, 熊翔, 尹健, 张红波, 左劲旅. ZrC纳米粉体改性C/C-SiC复合材料的微观结构和烧蚀性能[J]. 粉末冶金材料科学与工程, 2024, 29(3): 191-200.
TANG Lei, BAI Kailun, XIONG Xiang, YIN Jian, ZHANG Hongbo, ZUO Jinlü. Microstructure and ablation properties of ZrC nano-powder modified C/C-SiC composites. Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy, 2024, 29(3): 191-200.
链接本文:  
http://pmbjb.csu.edu.cn/CN/10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2024027     或     http://pmbjb.csu.edu.cn/CN/Y2024/V29/I3/191
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