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《化學(xué)液相浸滲法制備cctac復(fù)合材料及其燒蝕性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要碳化鉭(XaC)具有高熔點(3880。C)、高化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的抗氧化性能，是一種極具潛力的抗燒蝕材料。本文采用化學(xué)液相浸滲法制備了C／C．TaC復(fù)合材料，通過研究真空浸滲時間、加壓浸滲時間、高溫處理溫度等參數(shù)對材料密度、氣孔率、物相組成、晶粒尺寸、微觀結(jié)構(gòu)等的影響，確定了液相浸滲和高溫處理的最佳工藝參數(shù)，提出了TaC的生成機理。通過氧．乙炔焰燒蝕實驗考察了C／C—TaC復(fù)合材料的燒蝕性能，總結(jié)了材料的燒蝕規(guī)律，揭示了TaC在提高C／C復(fù)合材料抗燒蝕性能中的作用。主要結(jié)論如下：(1)以TaCl5、HF酸、呋喃樹脂以及氟化鉭溶液為原料，合成
2、了適宜于進行液相浸滲的碳化鉭有機先驅(qū)體溶液，確定了各組分的最佳質(zhì)量比為TaCl5：HF酸：乙醇：呋哺樹脂=6：l：9：2～6：t：9：4及氯化鉭溶液：呋哺樹脂：乙醇=4：1：2～4：l：4。(2)系統(tǒng)研究了真空浸滲時間和加壓浸滲時間對液相浸滲效率的影響，確定了最佳液相浸滲工藝參數(shù)為先真空浸滲2～3h，然后加壓浸滲1～2h。(3)研究了高溫處理后材料的物相組成和微觀結(jié)構(gòu)，揭示了TaC的生成機理。900℃處理后的產(chǎn)物主要為Ta02F和rrIa20s，1600～2000℃處理后試樣中的Ta完全轉(zhuǎn)化成立方相TaC，但仍殘存有一定量的C。隨著處理溫度的
3、升商，TaC顆粒尺寸明顯增大。TaC是在高溫處理過程中由Ta的氧化物與基體C通過碳熱還原反應(yīng)生成，伴有“擴散一團聚”現(xiàn)象，是一種液相反應(yīng)機制。(4)研究了C／C—TaC復(fù)合材料在氧．乙炔焰流中的燒蝕性能。材料的燒蝕性能受到氣孔率和Tac增強體的綜合作用，隨著復(fù)合材料氣孔率的降低，質(zhì)量燒蝕率呈下降趨勢，而線燒蝕率卻并非單調(diào)降低。相同燒蝕條件下，C／C．TaC復(fù)合材料的抗燒蝕性能優(yōu)于氣孔率相近的C／SiC材料。(5)C／C．TaC復(fù)合材料的燒蝕機制是熱物理、熱化學(xué)燒蝕和機械沖刷綜合作用的結(jié)果。TaC在燒蝕過程中生成的Ta205液膜，能彌補材料缺陷
4、并有效阻止有氧氣氛對材料的破壞，有利于提高材料的抗燒蝕性能。關(guān)鍵詞：液相浸滲；C／C．TaC復(fù)合材料；先驅(qū)體溶液：燒蝕性能ABSTRACTTantalumcarbide(hC)ischaracterizedbyhighhardness，highmeltingpoint(approximately3980"C)，highchemicalstability,goodresistmlcetochemicalaI組ckandthermalshock，andexcellentoxidationresistanceandcorrosionresistan
5、ce，whichmakesitveryattractivef。ranti-ablationapplicationflSoneofthemostpremisingthroatmaterialsamongtransitionmetalcarbides．Theuseofliquidprecursorroutehasbeenattractingsignificantattentioninrecentyearsasanalternativemethodforpreparingceramicmaterials，Oneofthemostimportantr
6、easonsforthisisthepotentialforreductionsinmanufacturingCOSTSduetoshorterprocessingtime，energysavingsandrelativelysimpleequipmentrequirement．Moreover,preparingtantalumcarbidebyliquidpolymerprecursorconversioncanbeingredient-designableandachievethehigh—purityproductsincompari
7、sontoothereons．entionatsymhesismethods．C，C-TaCcompositematerialswerepreparedbyliquidrouteandtheinfluenceofVacuum—pumpinginfiltrationtime，pressurizedinfiltrationtimeandthehightemperaturesonthedensity，porosity,phasecompositions，thecrystallinestateandthemicrostructuresoffinalp
8、roductshavebeeninvestigatedandcharacterizedbyvariousfacilities．Thebestprocessingpa
