国义军，桂业伟，童福林，代光月，曾 磊

（中国空气动力研究与发展中心，四川 绵阳621000）

0 引 言

早期战略弹头采用烧蚀防热方案，而临近空间飞行器头部为了保持长时间飞行的气动外形不变，拟采用C／SiC等新型耐高温复合材料作为防热材料。那么这种新型防热材料到底耐不耐烧蚀呢？国内对此还没有进行系统研究。

C／SiC复合材料是由高强度的碳纤维增强SiC基体而成的，其中C和SiC可以有不同的混和比。但目前国内外研究主要是针对SiC基体材料的，对C／SiC复合材料研究的很少。基体SiC根据制备方法不同可分为单晶SiC、化学蒸汽沉积SiC（CVD－SiC）、烧结SiC和热压SiC等，依据晶体结构大致可分为α－SiC和β－SiC两类［1］。晶体SiC的氧化行为具有方向性［2］，材料中是否含有杂质对氧化速率也有很大影响［3］。

国外有关研究表明，在温度低于2600℃情况下，SiC的烧蚀取决于氧的分压、表面温度和材料微观结构及成份，可能出现活性氧化和惰性氧化两种破坏机理［4－5］。在低压高温时，呈活性氧化，裸露的SiC与氧气直接反应生成气态产物SiO和CO，反应可能为扩散控制、反应速度控制或混合控制。逐渐增加氧浓度（或分压），在某一状态下，将生成SiO2抗氧化膜，抗氧化膜的存在阻止了氧气直接与表面材料的反应，氧气必须通过扩散穿过抗氧化膜才能到达SiC表面发生氧化反应，这一氧化过程称为惰性氧化。

研究表明，惰性氧化速率主要受控于氧在SiO2抗氧化膜中的扩散，而在不同温度条件下SiO2具有不同的氧扩散机理。（1）温度较低时，SiO2为非晶态结构，高温时呈多晶态结构，结晶态的出现使氧的扩散显著变慢。……