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先驱体转化法制备SiC/TiC复合陶瓷及其1600℃氧丙烷烧蚀行为

曹永博 张雨雷 胡心怡 付艳芹 李贺军

航空材料学报2026,Vol.46Issue(9):97-106,10.
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航空材料学报2026,Vol.46Issue(9):97-106,10.DOI:10.11868/j.issn.1005-5053.2026.000073

先驱体转化法制备SiC/TiC复合陶瓷及其1600℃氧丙烷烧蚀行为

Preparation of SiC/TiC composite ceramics by precursor conversion method and their oxy-propane ablation behavior at 1600℃

曹永博 1张雨雷 2胡心怡 1付艳芹 3李贺军4

作者信息

  • 1. 河南省科学院 碳基复合材料研究院 河南省高性能碳纤维增强复合材料重点实验室,郑州 450046||河南科技大学 材料科学与工程学院,河南 洛阳 471000
  • 2. 河南省科学院 碳基复合材料研究院 河南省高性能碳纤维增强复合材料重点实验室,郑州 450046||西北工业大学 超高温结构复合材料重点实验室 陕西省碳/碳复合材料工程技术研究中心,西安 710072
  • 3. 河南省科学院 碳基复合材料研究院 河南省高性能碳纤维增强复合材料重点实验室,郑州 450046
  • 4. 西北工业大学 超高温结构复合材料重点实验室 陕西省碳/碳复合材料工程技术研究中心,西安 710072
  • 折叠

摘要

Abstract

To address the issues of volatile oxide scale and insufficient oxidation/ablation resistance of monolithic SiC ceramics in extreme environments,this study employs polysiloxane as a ceramic precursor and titanium acetylacetonate(TiO(acac)2)as a modifier.SiC/TiC composite ceramics are prepared via a precursor conversion method combined with spark plasma sintering.The cross-linking and curing mechanism of the precursor,as well as the high-temperature pyrolysis behavior,are systematically investigated,and the influence mechanism of Ti doping on the oxidation/ablation resistance of the composite ceramics is elucidated.The results show that Ti promotes precursor cross-linking through the formation of Si―O―Ti bonds,achieving a ceramic yield as high as 79.18%.When the TiO(acac)2 mass content reaches 20%,the TiC mass content in the composite increases to 19%,and the densification of the sintered ceramic is significantly improved.Oxy-propane ablation tests at 1600℃demonstrate that the 20%modified sample exhibits greatly enhanced ablation resistance,with linear and mass ablation rates of 0.017 μm/s and-0.140 mg/s,respectively.This superior ablation resistance is attributed to the formation of a continuous composite oxide layer consisting of TiO2 and SiO2,which suppresses the volatilization of SiO2 and further oxygen diffusion.

关键词

先驱体转化法/放电等离子烧结/SiC/TiC复合陶瓷/氧丙烷烧蚀

Key words

polymer-derived ceramics/spark plasma sintering/SiC/TiC composite ceramics/oxy-propane ablation

分类

航空航天

引用本文复制引用

曹永博,张雨雷,胡心怡,付艳芹,李贺军..先驱体转化法制备SiC/TiC复合陶瓷及其1600℃氧丙烷烧蚀行为[J].航空材料学报,2026,46(9):97-106,10.

基金项目

国家重点研发计划(2021YFA0715803) (2021YFA0715803)

国家自然科学基金(52402113,52293373) (52402113,52293373)

河南省科技研发计划联合基金(235200810072) (235200810072)

航空材料学报

1005-5053

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