C/C–SiC复合材料

超声富氧抗烧蚀

在超声富氧环境下形成的玻璃态SiO₂氧化膜显著提升复合材料的抗烧蚀性能。

Gao, Yong · Wang, Jinjin · Zha, Bailin · Sun, Zhensheng · 王玲玲 · Rui-Feng, Li

International Journal of Applied Ceramic Technology 2024

参数信息

质量烧蚀率

0.46×10⁻² g/s

线烧蚀率

0.42×10⁻² mm/s

质量烧蚀率

1.31×10⁻² g/s

线烧蚀率

0.84×10⁻² mm/s

质量烧蚀率

4.73×10⁻² g/s

线烧蚀率

1.89×10⁻² mm/s

技术优势

120秒仍耐烧

在低气体温度、富氧条件下烧蚀120 s，质量烧蚀率仅0.46×10⁻² g/s，线烧蚀率仅0.42×10⁻² mm/s，表明氧化膜能长时间提供保护。

生成玻璃保护膜

烧蚀过程中形成的玻璃态SiO₂氧化膜覆盖表面，有效隔绝氧气并降低机械冲刷，是低烧蚀率的关键。

中温区性能稳定

气体温度升至2178–2491 K时，烧蚀率仅小幅增加（质量烧蚀率1.31×10⁻² g/s，线烧蚀率0.84×10⁻² mm/s），仍处于可接受范围。

应用场景

• 高超声速热防护：在富氧、超声速气流下提供长时稳定烧蚀防护，适合高超声速飞行器前缘和机翼前缘。
• 火箭发动机喷管：在高温、高速燃气冲刷下保持低烧蚀率，延长喷管寿命并降低维护频率。
• 航天器再入热防护：在再入大气层时生成玻璃SiO₂氧化膜，抵御氧原子侵蚀和机械剥蚀。
• 高温陶瓷基复合材料：可作为耐烧蚀复材体系的基体改性参考，揭示氧化膜形成与失效机制。