复合材料抗氧化的思路及性能

涂料英才网：作为碳材料已使其先天不抗氧化，即使通过优化组织，结构和工艺条件可一定程度改善C/C复合材料的缺陷从而改善其抗氧化能力，但此种抗氧化的效果却极为有限。最为有效的方法是将C/C复合材料用抗氧化物质保护起来使氧化气氛难于与C/C复合材料直接接触，或在材料内部加入抑制碳材料氧化的改性剂，从而起到抗氧化的目的。具体的抗氧化方法有三种：碳纤维表面涂覆抗氧化涂层；C/C复合材料整体外涂层；C/C复合材料基体改性。氧化物陶瓷或非氧化物陶瓷材料被用于制备C/C复合材料的涂层或加入碳基体中充当抑制剂，其抗氧化机理可简单描述如下：1)隔离碳材料表面的氧化活性点；2)非氧化物陶瓷在高温氧化气氛下，与O2反应生成氧化物陶瓷，氧化物陶瓷在高温下具有流动性，能封填在高温下涂层形成的裂纹，从而阻止氧化气氛的渗入，保护内部的碳材料；用作C/C复合材料抗氧化涂层或基体改性剂的陶瓷材料应具备如下性能：1)与C/C复合材料良好的化学相容性，即可在C/C复合材料基材上形成牢固的涂层。2)热膨胀系数与C/C复合材料接近，以防止高温下涂层材料形成裂纹而成为氧化气氛的扩散通道，热膨胀系数不匹配产生的最为严重的情况是涂层完全剥离，使C/C复合材料暴露于氧化性气氛下。3)高熔点。若熔点低则在高温下易于挥发。4)高温下蒸气压小，以防止高温下挥发。5)低的氧扩散速率，阻止氧渗透，减少基材的氧化。6)作为玻璃涂层，在高温下应有合适的粘度和浸润性。粘度过大不能有效封填裂纹，粘度过小易于流失，均不能有效封闭裂纹，阻塞氧化气氛通道。7)较大的硬度，以防止受高速粒子冲刷而剥离。