B4C改性SiC/SiC復合材料自愈合機理研究

編號：CYYJ03214

篇名：B4C改性SiC/SiC復合材料自愈合機理研究

作者：焦健 周怡然 楊金華 劉虎 艾瑩珺

關鍵詞： 自愈合 陶瓷基復合材料 SiC/SiC 熔滲工藝 SiC–B4C

機構： 中國航發(fā)北京航空材料研究院先進復合材料國防科技重點實驗室

摘要： 采用預浸料–熔滲工藝制備了B4C改性SiC/SiC復合材料(SiC/SiC–B4C復合材料),研究了SiC–B4C改性基體在700℃、1000℃、1200℃、1350℃下氧化50 h的本征氧化行為及自愈合規(guī)律,有效觀察到了基體的自愈合行為,同時考察了SiC/SiC–B4C復合材料的抗氧化性能,通過材料重量變化和強度保持率衡量其在氧化環(huán)境中的損傷程度,揭示了氧化行為。研究結果表明,氧化初期B4C開始發(fā)生氧化反應,此時的液態(tài)自愈合相主要成分為B2O3。隨著溫度的升高,氧化生成的SiO2將與B2O3結合生成硅硼玻璃相,當溫度進一步升高至1350℃時,由于硅硼玻璃分解加劇,導致自愈合效果減弱。此外,高溫導致的硅硼玻璃黏度下降也將有利于氧化介質擴散。SiC/SiC–B4C復合材料在1200℃氧化50 h后仍保持較好的力學性能,說明B4C氧化后生成的B2O3、SiO2等黏流態(tài)物質可以在一定程度上封填裂紋,賦予材料高溫下自愈合機制。