周述光, 曾 磊,2, 国义军, 刘 骁

(1.中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所,四川绵阳 621000;2.中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室,四川绵阳 621000)

引 言

近年来,临近空间高超声速飞行成为新的研究热点,在此空域的飞行器具有复杂升力体外形、气动加热时间长、热流高等特点[1],为获得良好气动特性,一般采取保形的非烧蚀热防护技术.大面积的热防护材料需要在中高温度(1 000～1 600 K)、有氧环境、长时间(约3 000 s)服役,对材料抗烧蚀性能提出了苛刻要求.为此,迫切需要发展新型防热材料,或改善传统防热材料,以满足在严酷的热环境中维持外形的要求.C/SiC复合材料作为一种低/非烧蚀防热材料近年来颇受关注[2-3],研究发现,C/SiC复合材料在高温环境下会与氧气发生化学反应,在材料表面形成凝相抗氧化膜,并能在较宽的温度范围内维持,从而有效阻止氧气与防热材料的直接接触,显著降低烧蚀量.液态氧化物可填补表面损伤缺陷,实现自愈合抗氧化行为[4],它以表面材料氧化生成氧化膜实现材料抗烧蚀,属于一种典型的惰性氧化.

国内外研究C/SiC复合材料抗烧蚀性能主要采取实验手段,应用多种测量仪器对氧化行为进行表征.氧化机理和建模建立在实验研究的基础上,然而在复合材料抗氧化烧蚀建模方面的研究仍远远不够,亟待加强.对此,韩杰才等[5]认为建立复合材料高温氧化过程的理论模型是迫切需要.

C/SiC复合材料是采用C粉……