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碳/碳涂層的抗氧化性

  基體的改性抗氧化不僅壽命有限，而且對基體的性能影響很大，因為其工作溫度一般不超過1000℃。在較高溫度下工作的碳/碳必須依靠涂層來防止氧化，因此涂層是碳/碳最有效的抗氧化手段。首先，涂層必須具有低的透氧性和盡可能少的缺陷，以便有效地防止氧擴(kuò)散。其次，涂層必須具有較低的揮發(fā)速度，以防止高速氣流造成的過度侵蝕。第二涂層必須與基底具有足夠的結(jié)合強(qiáng)度，以防止涂層剝離。最后，涂層中的各種界面必須具有良好的界面物理化學(xué)相容性，以減少熱膨脹不匹配引起的裂紋和界面反應(yīng)。

C /C復(fù)合材料有一個致命的弱點(diǎn)，就是在高溫氧化性氣氛中容易氧化。

反應(yīng):2C+O 2 →2CO。

碳/碳復(fù)合材料的防氧化

  碳/碳的抗氧化方法有兩種:材料改性和涂層保護(hù)。材料改性是提高碳/碳本身的抗氧化能力，涂層抗氧化是通過涂層將碳/碳與氧隔離。

碳/碳改性的抗氧化性

  通過改性碳/碳可以提高抗氧化性。改性的方法有兩種:纖維改性和基體改性。纖維改性是在纖維表面制備各種涂層，基體改性是改變基體的組成以提高基體的抗氧化性能。

①碳/碳纖維改性

  纖維表面涂層不僅能防止纖維氧化，還能改變纖維/基體界面。提高碳/碳首先氧化的界面區(qū)域的抗氧化性。纖維改性的缺點(diǎn)是纖維減少
尺寸本身的強(qiáng)度同時影響纖維的柔韌性，不利于纖維的編織[4]。

②碳/碳基體的改性

  基體是界面氧化后的主要氧化區(qū)域，因此基體改性是碳/碳改性的主要手段。基體改性的主要方法是固相復(fù)合和液相浸漬。固相復(fù)合是引入抗氧化劑(如Si、Ti、B、BC、SiC等。)轉(zhuǎn)化為固體顆粒形式的碳/碳基質(zhì)?？寡趸瘎┑淖饔檬遣糠址忾]碳基體，吸收擴(kuò)散到碳基體中的氧。

  液相浸漬是引入硼酸、硼酸鹽、磷酸鹽、正硅酸乙酯、有機(jī)金屬烷烴等。轉(zhuǎn)化為碳/碳基體，并通過加熱和轉(zhuǎn)化獲得抗氧化劑。