王玲玲，嵇阿琳，黄寒星，王 航，崔 红，闫联生

(1.西安航天复合材料研究所，西安 710025;2.高性能炭纤维制造及应用国家地方联合工程研究中心，西安 710089)

三维针刺C/C-SiC复合材料的烧蚀性能①

王玲玲1，2，嵇阿琳1，2，黄寒星1，2，王 航1，2，崔 红1，2，闫联生1，2

(1.西安航天复合材料研究所，西安 710025;2.高性能炭纤维制造及应用国家地方联合工程研究中心，西安 710089)

采用“化学气相渗透+先驱体浸渍裂解”(CVI+PIP)混合工艺，制备了三维针刺C/C-SiC复合材料，使用氧气流量和乙炔流量之比为2∶1的氧乙炔焰，研究了复合材料的烧蚀性能，烧蚀时间长达600 s;分别用扫描电镜和表面能谱，分析了烧蚀表面的形貌和成分。结果表明，复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率的平均值分别是0.004 3 mm/s和0.001 4 g/s。烧蚀表面不同区域微观形貌和烧蚀机理不同，烧蚀中心以基体氧化流失、C纤维的氧化以及气流冲刷为主;在过渡区域，烧蚀是以SiC基体的氧化和气流冲刷为主;烧蚀边缘则以SiC基体的热氧化为主。C/C-SiC复合材料在氧-乙炔条件下的烧蚀机制是热化学烧蚀、热物理烧蚀和机械冲刷的综合作用。

三维针刺;“CVI+PIP”;C/C-SiC复合材料;烧蚀性能

0 引言

C/C-SiC复合材料是一种新型结构材料，具有低密度、高强度、耐高温、抗烧蚀和抗冲刷等优异性能，同时具有比C/C复合材料更好的抗氧化性，已逐步用于如重复使用飞行器热防护面板、高超声速冲压发动机燃烧室及喷管延伸段等航天航空领域［1-7］。在这些使用环境中，对材料的抗烧蚀性能要求极高。材料的烧蚀性能是评价和衡量航天领域热结构和热防护材料的重要指标，也是进行结构设计的关键参数。……