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SiCf / SiC复合材料高温水氧腐蚀性能研究
2025-11-28
1.制备方法
SiCf / SiC复合材料预制体采用2. 5D编织, 界面层为PyC，CVI - PIP 复合工艺制备SiCf / SiC复合材料基体。
2.水氧实验
1300℃，50%水汽/ 50 % O2 混合气的条件下进行高温水氧腐蚀试验。腐蚀时间分别为40h、80h、120h。
3.结果讨论
1)质量变化：实验过程中记录了SiCf / SiC复合材料在1300℃水氧混合气中腐蚀不同时间后其增重率与腐蚀时间的变化规律。 在整个腐蚀测试过程中, SiCf / SiC复合材料表现为持续增重。
4.材料在水氧环境下的性能衰减机理研究
阶段 I、热解碳PyC界面相氧化
阶段 II、 液相非晶氧化硅部分填充PyC界面相氧化后留下孔隙或通道。
阶段 III、 无定形氧化硅在纤维表面结晶, 由此形成强结合。
阶段 IV、 SiO2层应力持续增加。
阶段 V、 纤维损伤。
在模拟航空发动机的1300°C高温水氧环境中，SiCf/SiC复合材料性能退化的根本原因并非SiC本身被大量消耗，而是其微观结构（特别是界面）的破坏导致了力学性能的灾难性失效。
高温静态水氧腐蚀设备利用实验室测试方法,准确模拟涡轮发动机工作环境的高温、高水蒸气分压和水蒸气速度，针对材料的热腐蚀、水蒸气氧化腐蚀进行循环测试，以正确评估材料的热化学稳定性。该设备由进气控制系统、进液控制系统、均匀汽化装置、伴热管路及加热反应器等部分组成。主要适用于高温热障涂层、复合材料，合金等领域。
设备特点
·精准控制进液量
·液态水的均匀汽化和气体混合
·载气多量程可选：300ml/1000ml/3000ml（静态）
·最高温度可选：1200℃/1600℃
·可预设多组工艺，每组50段程序控制
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