虽然HfB2具有高熔点、高热导率,但是其抗氧化性还无法满足高超声速飞行、再入环境使用要求,目前研究较多的是添加SiC来改善HfB2的抗氧化性,可使材料在2200℃以上使用.在1100℃以下,氧化生成液态B2O3玻璃,实现抗氧化;1100～1400℃时,随温度的升高,B2O3蒸发速率加快,降低氧阻挡效率,抗氧化性能降低.1400℃时,B2O3的生成速率与蒸发速率相当,表层氧化物只含HfO2和SiO2,随着温度的继续升高,当接近B2O3的熔点(1860℃)时,氧化物膜中存在许多大孔隙,表明膜中内压较大大孔洞以及缺陷等成为氧进入的通道,抗氧化性能急剧下降,容易发生氧化现象.氧化产生气体副产物的排出,又会加剧氧化物膜中的孔隙和缺陷。
最早进行HfB2-SiC研究的是美国ManLabs,研究结果表明:添加SiC可使制备的材料产生细密的裂纹并降低其密度:增加5%～30%(体积比)的SiC可以改进HfB2的致密性和抗氧化性.在1997年5月21日和2000年9月28日,艾姆斯研究中心与美国空军、桑迪亚国家实验室(SandiaNationalLabs)联合进行了两次飞行试验以验证HfB2-SiC材料在真实再入环境中的性能,两次试验飞行器分别称为SHARP-B1和SHARP-B2(SharpHypersonicAero-thermodynamicResearchProbe),试验结果表明,使用热压法制备的HfB2-20%SiC材料分布不均匀,出现大量的HfB2颗粒和SiC颗粒聚集现象,材料机械性能较差.美国GaschM等人对HfB2-20%SiC抗氧化性能进行了研究,结果表明,混合粉在2200℃热压60min能制备完全致密的棒坯;1700℃以下时,表面的SiC氧化生成SiO薄膜,阻止氧渗入超高温陶瓷内部;超过1700℃后,表面的SiO进一步氧化成SiO2,SiO2蒸汽从表面逸出,氧因此渗入材料内部,使材料很快被氧化。
本文由桑尧热喷涂网收集整理。本站文章未经允许不得转载；如欲转载请注明出处，北京桑尧科技开发有限公司网址：http://www.sunspraying.com/
|
