预浸涂对航空刹车副用C/C复合材料抗氧化涂层性能的影响采用在C/C复合材料基体表面预先浸涂浸溃剂,再涂刷涂层并进行涂层固化处理的工艺方法,可制备出抗氧化性能良好的涂层。预浸涂处理可使C/C复合材料的起始氧化温度提高近200°C.单独预浸涂以硼酸或TEOS为主的浸溃剂后,试样抗氧化效果不明显,而预浸涂以磷酸或磷酸+硼酸混合液为主的浸溃剂效果较好,900C2h静态氧化质量损失率分别为0.40%和0.33%.并对以硼酸磷酸和TEOS及其混合液为主的浸溃剂的抗氧化机理进行了分析和探讨。
C复合材料;抗氧化;预浸涂;浸溃剂与传统的金属基飞机刹车材料相比,C/C复合材料具有高温力学性能优异、导热性好、热容量大、热膨胀系数小、密度低、质量轻、摩擦磨损性能好和使用寿命长等特点,用来制造飞机刹车副具有特别的技术优势和经济优势,有逐渐取代金属基飞机刹车材料的趋h51.但C/C复合材料一般在450C就开始氧化,而飞机着陆时巨大的动能要在很短的时间内被刹车副(热库)吸收,使刹车副的温度可达500 ~900C甚至更高,C/C复合材料刹车副在这种反复热冲击条件下工作时,氧化可导致材质疏松、导热性降低、结构强度降低、摩擦磨损性能恶化、金属机械加固件和传动齿部松动,从而导致刹车失效甚至发生事故。因此,抗氧化技术作为C/C复合材料航空刹车副能否安全可靠使用的关键技术而倍受关注表2采用不同浸溃剂预处理后涂层试样700C静态氧化质量损失率预浸涂磷酸和(嬉为主的趣剂使其抗趾使篦涂层具有最佳的抗氧化效果咕"ww.cnki.net化学键合反应。液相B2O3的存在,弥补了材料的微裂纹和微孔,减少了材料的氧化。
预浸涂TEOS后,使其中转变产物Si2进入材料表面孔隙之中,堵塞部分微孔,可阻挡氧气向内层扩散。此外,Si2的填充可提高材料近表层密度,使材料表层热膨胀系数得到提高,在一定程度上缓解涂层与基体材料热膨胀不匹配的矛盾。TEOS留在微孔中,也可使先期进入材料表面孔隙的磷化物难于挥发,提高整个系统的抗氧化能力。氧化效果较佳。但是对于浸TEOS后的产物Si2,在900C以下不能产生自愈合作用,所以单独浸涂TEOS试样的抗氧化效果不显著。
磷酸的抗氧化作用主要来自磷酸受热后的系列变化。磷酸受热脱水产生磷酸※亚磷酸※焦磷酸―P4O10―系列的转变。P4O10是一种磷氧相互交联的网络架状结构。当其附着在C/C复合材料内孔表面时会形成一层薄的内孔涂层刘槟,易茂中,熊翔,等。C/C复合材料航空刹车副表面防氧化涂料的研制。中国有色金属学戴贵平,刘敏,谢天生,等。硼对炭材料氧化行为的综合效应。