焦 更 生

(1.渭南師范學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，陜西 渭南 714099；2.陜西省煤基低碳醇工程研究中心，陜西 渭南 714099)

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【現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)研究】

碳/碳復(fù)合材料陶瓷涂層的研究現(xiàn)狀及其氧化機(jī)理分析

焦 更 生1,2

(1.渭南師范學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，陜西 渭南 714099；2.陜西省煤基低碳醇工程研究中心，陜西 渭南 714099)

碳/碳復(fù)合材料是以碳纖維為增強(qiáng)相的碳基復(fù)合材料，是一種能在超高溫條件下工作的高溫結(jié)構(gòu)材料，在航空航天領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在對(duì)碳/碳復(fù)合材料陶瓷涂層研究現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，對(duì)沒有涂層以及帶有涂層的碳/碳復(fù)合材料的氧化行為進(jìn)行了分析和討論。結(jié)果表明：沒有涂層碳/碳復(fù)合材料的氧化機(jī)制可分為低溫反應(yīng)控制和高溫?cái)U(kuò)散控制機(jī)制，其氧化速率隨著氧化氣體流量的增加而增大。帶有涂層的碳/碳復(fù)合材料的氧化機(jī)制可以分為三種情況：在氧化溫度比較低時(shí)，氧化的過程是一個(gè)受氧氣在晶界和缺陷處擴(kuò)散所控制的過程，氧化失重與時(shí)間的關(guān)系曲線為直線型變化規(guī)律。當(dāng)溫度升高時(shí)，氧化失重和溫度往往不符合Arrhenius公式。當(dāng)氧化溫度大于裂紋愈合溫度后，如果涂層能起到有效的保護(hù)作用，則氧化失重與時(shí)間的關(guān)系曲線為拋物線型；如果涂層不能起到有效的保護(hù)作用，則氧化失重與時(shí)間的關(guān)系曲線為直線型。

C/C復(fù)合材料；涂層；氧化機(jī)理

0　引言

碳/碳(C/C)復(fù)合材料是20世紀(jì)60年代后期發(fā)展起來的一種新型高溫結(jié)構(gòu)材料。它是以碳纖維為增強(qiáng)相的碳基復(fù)合材料。該種材料比重輕，理論密度為2.2 g/cm3，具有碳材料所具有的熱性能，如低熱膨脹系數(shù)、高熱導(dǎo)率、高氣化溫度和良好的熱震性能的同時(shí)，在高溫下還具有優(yōu)異的力學(xué)性能，如高比強(qiáng)度、良好的斷裂韌性和耐磨性能。其強(qiáng)度隨溫度的增加不降反升的性能，使得其成為最有發(fā)展前途的高技術(shù)新材料之一。實(shí)驗(yàn)證明，沒有做抗氧化處理的碳/碳復(fù)合材料在370℃的含氧氣氛中就可以慢慢被氧化，而且材料的氧化速率隨著溫度的升高而迅速增大，因此，在高溫含有氧氣的環(huán)境中使用時(shí)將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果[1]。所以研究碳/碳復(fù)合材料的高溫氧化機(jī)理成為碳/碳復(fù)合材料作為高溫結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著碳/碳復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用，特別是在高溫下的應(yīng)用，研究和分析其氧化機(jī)理愈來愈受到重視。

本文在對(duì)碳/碳復(fù)合材料陶瓷涂層研究現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，對(duì)無涂層及帶有涂層的碳/碳復(fù)合材料的高溫氧化行為進(jìn)行了分析和討論，以期為研究碳/碳復(fù)合材料高溫下的氧化問題提供參考和借鑒。

1　無涂層碳/碳復(fù)合材料的氧化

1.1無涂層碳/碳復(fù)合材料氧化的研究現(xiàn)狀分析

就碳/碳復(fù)合材料的化學(xué)本質(zhì)而言，其由一種化學(xué)元素C組成。在沒有涂層保護(hù)的情況下，在空氣中，大約370℃就可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成一氧化碳或二氧化碳。

蔡大勇等研究了加壓焙燒法制備的短纖維碳/碳復(fù)合材料的氧化動(dòng)力學(xué)過程。[2]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在500℃～900℃溫度范圍內(nèi)，短纖維增強(qiáng)碳/碳復(fù)合材料的氧化速率隨著溫度的升高而升高,在一定的溫度下，短碳纖維增強(qiáng)的碳/碳復(fù)合材料的氧化失重與氧化時(shí)間呈現(xiàn)線性關(guān)系，碳/碳復(fù)合材料的氧化過程在973 K以上時(shí)，為氧氣擴(kuò)散過程所控制的過程，其氧化反應(yīng)的活化能為99.2 kJ/mol；在973 K以下時(shí)，為化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制階段，其氧化反應(yīng)的活化能為69.1 kJ/mol。整個(gè)過程Arrhenius曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)為700℃。碳/碳復(fù)合材料的氧化動(dòng)力學(xué)曲線和氧化過程的Arrhenius曲線詳見圖1和圖2。

圖1　碳/碳復(fù)合材料的氧化動(dòng)力學(xué)曲線

圖2　氧化過程的Arrhenius曲線

羅瑞盈對(duì)用快速CVD制備的碳/碳復(fù)合材料的氧化動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行了研究[3]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，碳/碳復(fù)合材料氧化過程的Arrhenius曲線是由折點(diǎn)為700℃的兩條直線組成，折點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的氧化表觀活化能分別為80 kJ/mol和121 kJ/mol。碳/碳復(fù)合材料的氧化是從材料原有的空隙缺陷處開始的，碳纖維和基體碳同時(shí)被氧化，最后剩下的是碳纖維骨架以及周圍分布極不均勻、多孔狀的沉積碳。氧化過程在600℃～800℃溫度范圍內(nèi)，碳/碳復(fù)合材料的氧化失重與氧化時(shí)間呈線性關(guān)系。溫度低于700℃時(shí)，為化學(xué)動(dòng)力學(xué)控制階段；高于700℃時(shí)，為擴(kuò)散過程控制階段。

王世駒等對(duì)由三維正交編織的碳纖維和浸漬碳基體構(gòu)成的碳/碳復(fù)合材料的氧化行為進(jìn)行了研究[4]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，碳/碳復(fù)合材料的氧化是先從浸漬碳開始的。當(dāng)浸漬碳被氧化侵蝕后，碳纖維在高溫下才開始發(fā)生氧化，氧化反應(yīng)從纖維側(cè)表面開始，并逐漸向纖維的芯部深入，一些微量雜質(zhì)的存在對(duì)氧化反應(yīng)有催化作用。隨著氧化溫度的升高，碳/碳復(fù)合材料的氧化速率迅速增大，在高溫下，碳/碳復(fù)合材料的氧化損失率與時(shí)間近似呈直線關(guān)系。

綜上所述，在沒有涂層碳/碳復(fù)合材料的氧化過程中，碳/碳復(fù)合材料的氧化失重與氧化時(shí)間呈線性關(guān)系。

1.2氧化過程

碳/碳復(fù)合材料是碳纖維增強(qiáng)碳基復(fù)合材料，是一種多孔性的材料。在碳/碳復(fù)合材料的基體內(nèi)部存在許多孔穴缺陷，使得材料內(nèi)部產(chǎn)生了許多內(nèi)表面。這些內(nèi)表面及其棱角的邊緣具有較低的表面自由能，對(duì)氧氣分子的吸附和反應(yīng)能力比較強(qiáng)，這些缺陷就成了氧化反應(yīng)的活化點(diǎn)。當(dāng)碳/碳復(fù)合材料被氧化時(shí)，空氣介質(zhì)中的氧氣被吸附到材料表面，并通過復(fù)合材料的空隙向材料內(nèi)部擴(kuò)散，氧化反應(yīng)是以碳/碳復(fù)合材料的缺陷為活性中心，并在雜質(zhì)微粒(Na、S、K、Mg)的催化下發(fā)生反應(yīng)的，反應(yīng)生成了氣體CO和CO2。氧化反應(yīng)的最后，生產(chǎn)的氣體從碳/碳復(fù)合材料的表面脫附。實(shí)驗(yàn)表明，碳/碳復(fù)合材料的氧化侵蝕易發(fā)生在纖維/界面的高能區(qū)域，即纖維和基體界面的邊沿點(diǎn)和多孔處，逐漸伸延到各向異性碳、各向同性碳、纖維的側(cè)表面和末端，最后是纖維芯部的氧化。

1.3氧化機(jī)理分析

沒有涂層碳/碳復(fù)合材料的氧化過程實(shí)際上包括兩個(gè)方面，一是氧氣的擴(kuò)散，二是氧氣和碳/碳復(fù)合材料的氧化反應(yīng)。

當(dāng)氧化溫度較低時(shí)，碳/碳復(fù)合材料和氧氣的化學(xué)反應(yīng)速度較慢，并低于氧氣向碳/碳復(fù)合材料內(nèi)部的擴(kuò)散速度，成為氧化反應(yīng)的控制過程。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律，這時(shí)碳/碳復(fù)合材料的氧化由氧化反應(yīng)速率控制。反應(yīng)速率V=dW/dt=kCo2Cc，k為反應(yīng)速度常數(shù)，Co2為反應(yīng)點(diǎn)的氧濃度，Cc為碳的濃度。由于氧的擴(kuò)散較快，可認(rèn)為反應(yīng)點(diǎn)的氧濃度為定值，C為固體，Cc=1，可得W=kCo2=Kt，由此可以得出結(jié)論：材料的氧化失重和氧化時(shí)間呈正比關(guān)系。

當(dāng)材料的氧化溫度繼續(xù)升高時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率加大，這時(shí)氧氣的擴(kuò)散過程速度較慢，成為碳/碳復(fù)合材料氧氣反應(yīng)的控制過程。這時(shí)，dW/dt=(Cg-Cr)/δ·Df，Cg為氧氣在氣流中的濃度，Cr為氧氣在材料外表面的濃度，δ為邊界層厚度，Df為其擴(kuò)散系數(shù)。由于Cg、Cr、δ、Df都和材料的表面積無關(guān)，可以看成常數(shù)，因此同樣可以得出：W=K·t，即材料的氧化失重與氧化時(shí)間也呈正比關(guān)系。

因此，無涂層的碳/碳復(fù)合材料的氧化機(jī)制可以分為低溫時(shí)的反應(yīng)控制和高溫時(shí)的擴(kuò)散控制兩個(gè)過程。但是，無論材料的氧化過程是由化學(xué)反應(yīng)速度所控制，還是由氣體的擴(kuò)散過程所控制，碳/碳復(fù)合材料氧化過程中，材料的氧化失重和氧化時(shí)間都呈正比關(guān)系，而且材料的氧化速率隨著反應(yīng)氣體流量的增加而迅速增大。碳/碳復(fù)合材料被氧化時(shí)，氧化過程由化學(xué)反應(yīng)控制向擴(kuò)散控制的轉(zhuǎn)變溫度因碳素材料的不同有較大的變化，一般大約在700℃左右。這一結(jié)論是和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相符合的。

2　帶有涂層碳/碳復(fù)合材料的氧化

2.1涂層碳/碳復(fù)合材料氧化的研究現(xiàn)狀分析

李賀軍等綜述了C/C復(fù)合材料高溫抗氧化技術(shù)在玻璃涂層、金屬涂層、陶瓷涂層和復(fù)合涂層等體系方面的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了C/C復(fù)合材料高溫抗氧化涂層在傳統(tǒng)制備工藝的改善以及新方法的開發(fā)等方面取得的研究成果,并提出了C/C復(fù)合材料高溫抗氧化涂層在當(dāng)前研究中存在的問題和今后的發(fā)展方向。[5]焦更生等用涂刷法制備了具有SiC內(nèi)涂層的Y2O3-ZrO2-Al2O3復(fù)合抗氧化涂層，對(duì)制備涂層的各種影響因素進(jìn)行了研究，并分析了該涂層的高溫氧化機(jī)理。[6]

曾燮榕等人研究了MoSi2-SiC復(fù)相陶瓷涂層的碳/碳復(fù)合材料的高溫氧化過程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，涂層碳/碳復(fù)合材料的氧化動(dòng)力學(xué)曲線可以用拋物線規(guī)律表征，材料的氧化過程是一個(gè)受氧氣在涂層中擴(kuò)散速率控制的一個(gè)反應(yīng)過程。[7]在材料氧化實(shí)驗(yàn)的整個(gè)溫度范圍內(nèi)，氧化過程的Arrhenius曲線并不是一條直線，而是由兩段斜率不同的直線構(gòu)成的折線，折線的折點(diǎn)溫度為1 520 ℃。由直線斜率計(jì)算得出的氧化激活能分別為88 kJ/mol和117 kJ/mol。從材料的氧化過程分析，氧化激活能的變化反映了材料氧化機(jī)理的改變。分析表明，MoSi2-SiC復(fù)相陶瓷涂層的碳/碳復(fù)合材料的氧化過程分別受氧氣在SiO2中的擴(kuò)散和在涂層晶界、缺陷等處的擴(kuò)散所控制，使得該涂層在包括1 650 ℃的整個(gè)氧化實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，能對(duì)碳/碳復(fù)合材料起到十分有效的保護(hù)作用。該材料的氧化動(dòng)力學(xué)曲線和氧化過程的Arrhenius曲線詳見圖3和圖4。

成來飛等對(duì)三層涂層碳/碳復(fù)合材的氧化行為進(jìn)行的研究表明[8]：涂層的裂紋愈合溫度大約是1 250 ℃。從400℃～1 250℃(低于400℃，無氧化發(fā)生)，基體的氧化主要是氧通過涂層裂紋擴(kuò)散所控制；從1 250℃～1 700℃，涂層的氧化主要受氧通過外涂層的擴(kuò)散所控制。低于700 ℃時(shí)，氧化反應(yīng)受氧氣通過涂層裂紋擴(kuò)散所控制，其活化能為28 kcal/mol。從700℃～1 250℃，氧化反應(yīng)的控制過程比較復(fù)雜，這時(shí)既有氧氣在涂層裂紋處的擴(kuò)散過程，也存在涂層氧化后的玻璃相的愈合以及玻璃相愈合后氧氣在新相中的擴(kuò)散過程。從1 250℃～1 550℃，氧氣在外涂層的擴(kuò)散是控制過程，活化能是125 Kcal/mol。從1 550℃～1 700℃，氧氣在內(nèi)涂層的擴(kuò)散是控制過程，活化能是276 Kcal/mol。

黃劍鋒等用原位形成法制備的硅酸銥外涂層[9]，其氧化可分為三個(gè)區(qū)間：非氧化區(qū)A(小于400℃)，裂紋擴(kuò)散氧化區(qū)B(400℃～1 250℃)，涂層擴(kuò)散氧化區(qū)C(大于1 250℃)。

圖3　碳/碳復(fù)合材料的氧化動(dòng)力學(xué)曲線

圖4　氧化過程的Arrhenius曲線

在500℃～800℃的溫度范圍，氧化服從直線變化規(guī)律，其氧化激活能為99.6 kJ/mol，它的氧化是一個(gè)受氧在晶界和缺陷處擴(kuò)散控制的過程。

在800℃～1 300℃的溫度范圍，氧化失重呈降低的趨勢(shì)，受到氧在裂紋中的擴(kuò)散、涂層玻璃的愈合以及愈合后氧在玻璃中的體擴(kuò)散等過程制約，氧化失重與溫度之間不符合Arrhenius關(guān)系。

在1 300℃～1 600℃的溫度范圍內(nèi)，氧化服從拋物線變化規(guī)律，其氧化激活能為116.4 kJ/mol，它的氧化是一個(gè)受氧通過致密的硅酸鹽玻璃涂層的體擴(kuò)散控制過程，說明涂層對(duì)基體的保護(hù)本質(zhì)上是由于玻璃相的密封而保護(hù)，這時(shí)涂層有最佳的防護(hù)效果。碳/碳復(fù)合材料在整個(gè)溫度范圍內(nèi)失重和溫度的關(guān)系詳見圖5。

圖5　碳/碳復(fù)合材料在整個(gè)溫度范圍內(nèi)失重和溫度的關(guān)系

焦更生等通過高溫等溫氧化實(shí)驗(yàn)，對(duì)自制的SiC-MoSi2-(Ti0.8Mo0.2)Si2復(fù)相單層陶瓷涂層及多層涂層碳/碳復(fù)合材料的氧化機(jī)理進(jìn)行了研究。[10]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無論是單層涂層還是多層涂層，帶有涂層的碳/碳復(fù)合材料的等溫氧化過程可以分為四個(gè)階段。在氧化初期，溫度較低，涂層表面慢慢開始被氧化，氧化過程是一個(gè)受氧氣和涂層化學(xué)反應(yīng)所控制的化學(xué)過程，氧化失重測(cè)定表現(xiàn)為氧化后的增重；在涂層的氧化中期，涂層的氧化過程是一個(gè)受玻璃質(zhì)的形成速度和蒸發(fā)速度所控制的反應(yīng)過程，表現(xiàn)為緩慢的氧化失重，氧化失重和時(shí)間的關(guān)系呈直線型；在涂層的氧化后期，涂層上有裂紋的形成和愈合過程，涂層的深部被氧化，因此材料就表現(xiàn)為較快的氧化失重；最后，涂層碳/碳復(fù)合材料的涂層被局部破壞,出現(xiàn)貫穿性裂紋，部分基體也被氧化，氧化失重表現(xiàn)為快速上升。一次包埋和二次包埋涂層的碳/碳復(fù)合材料在1 500℃下的靜態(tài)抗氧化實(shí)驗(yàn)的氧化曲線見圖6和圖7。

由以上討論可以看出，帶有涂層的碳/碳復(fù)合材料的氧化過程是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，材料的氧化失重與氧化時(shí)間不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。

圖6　一次涂層C/C復(fù)合材料的氧化曲線

圖7　二次涂層C/C復(fù)合材料下的氧化曲線

2.2氧化機(jī)理分析

從以上帶有涂層的碳/碳復(fù)合材料的氧化過程看，影響涂層碳/碳重量變化與溫度關(guān)系的因素有：(1)低溫時(shí)，由于涂層的存在，氧通過涂層裂紋擴(kuò)散引起的氧化失重，這一失重往往比較小。(2)溫度升高時(shí)，涂層裂紋愈合。小于裂紋愈合溫度，裂紋未愈合，氧化失重直線增大。大于該溫度，裂紋開始愈合，氧化失重逐漸減小。因此會(huì)在氧化失重—時(shí)間圖上出現(xiàn)一個(gè)最大的氧化失重點(diǎn)。(3)氧通過涂層氧化層或玻璃層擴(kuò)散引起的氧化失重。這時(shí)由于涂層的存在，氧在氧化層或其氧化后生成的玻璃層中的擴(kuò)散速率往往很小，因此引起的氧化失重也較小，說明涂層可以起到有效的保護(hù)作用。(4)界面氣相反應(yīng)引起的氧化失重。這時(shí)氧氣已經(jīng)通過涂層到達(dá)涂層和基體的界面，涂層已經(jīng)不能起到有效的保護(hù)作用，因此，隨著溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)，氧化失重迅速增大。帶有涂層的碳/碳復(fù)合材料的氧化速率取決于以上氧化步驟中速率最慢的一步。

當(dāng)氧化溫度較低時(shí)，帶有涂層碳/碳復(fù)合材料由于涂層的存在，氧氣通過涂層的速度成為制約其氧化的關(guān)鍵步驟，其氧化過程通常受過程(1)控制，它的氧化是一個(gè)受氧氣在晶界和缺陷處擴(kuò)散控制的過程，因此，氧化失重與時(shí)間的關(guān)系曲線為直線型變化規(guī)律。

當(dāng)氧化反應(yīng)溫度逐漸升高時(shí)，這時(shí)存在著氧氣在涂層裂紋處的擴(kuò)散，同時(shí)，也存在涂層上高溫反應(yīng)生成的玻璃相的愈合以及愈合后氧氣在新相中的擴(kuò)散過程，因此過程(2)往往比較復(fù)雜，氧化失重與時(shí)間的關(guān)系比較復(fù)雜，氧化失重和溫度往往不符合Arrhenius公式。

當(dāng)帶有涂層的碳/碳復(fù)合材料的氧化溫度大于涂層裂紋愈合溫度后，這時(shí)在涂層表面已經(jīng)形成了致密的玻璃涂層，因此材料的氧化受氧氣在致密的玻璃涂層中的擴(kuò)散所控制(3)。如果涂層能起到有效的保護(hù)作用，則氧化過程就應(yīng)服從拋物線規(guī)律，氧化失重與時(shí)間的關(guān)系曲線為拋物線型；如果涂層不能起到有效的保護(hù)作用，則氧化失重與時(shí)間的關(guān)系曲線為直線型。

3　結(jié)論

通過對(duì)無涂層和涂層碳/碳復(fù)合材料的氧化過程分析，可以得出以下結(jié)論：

(1)無涂層碳/碳復(fù)合材料的氧化機(jī)制可分為低溫反應(yīng)控制過程和高溫?cái)U(kuò)散控制過程兩種機(jī)制。無論是氧化過程由反應(yīng)速度所控制，還是由擴(kuò)散過程所控制，碳/碳復(fù)合材料的氧化失重與氧化時(shí)間都呈現(xiàn)正比關(guān)系，氧化速率隨反應(yīng)氣體流量的增加而提高。

(2)帶有涂層的碳/碳復(fù)合材料的氧化機(jī)制可分為三種情況：

1)當(dāng)材料的氧化溫度較低時(shí)，帶有涂層碳/碳復(fù)合材料的氧化過程是一個(gè)受氧氣在晶界和缺陷處擴(kuò)散控制的過程，碳/碳復(fù)合材料的氧化失重與時(shí)間的關(guān)系曲線為直線型變化規(guī)律。

2)當(dāng)氧化反應(yīng)溫度升高時(shí)，這時(shí)氧氣在涂層的裂紋處有擴(kuò)散，也存在涂層上玻璃相的愈合以及愈合后氧氣在新相中的擴(kuò)散，碳/碳復(fù)合材料的氧化失重與時(shí)間的關(guān)系復(fù)雜，氧化失重和溫度往往不符合Arrhenius公式。

3)當(dāng)材料的氧化溫度大于涂層裂紋愈合溫度后，這時(shí)在涂層上已經(jīng)形成致密的玻璃涂層保護(hù)層，因此帶有涂層的碳/碳復(fù)合材料的氧化受氧氣在致密的玻璃涂層中的擴(kuò)散所控制。如果涂層能起到有效的保護(hù)作用，則氧化失重與時(shí)間的關(guān)系曲線為拋物線型；如果涂層不能起到有效的保護(hù)作用，則氧化失重與時(shí)間的關(guān)系曲線為直線型。

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【責(zé)任編輯馬小俠】

Research Status and Oxidation Mechanism Analysis of Anti-oxidation Ceramic Coatings for Carbon/Carbon Composites

JIAO Geng-sheng1,2

(1. School of Chemistry and Environment,Weinan Normal University,Weinan 714099,China; 2. Coal Based Higher Alcohol Engineering Research Center of Shaanxi Province,Weinan 714099,China)

On the analysis of research status of carbon/carbon composite ceramic coating,the uncoated and coated carbon/carbon composites oxidation behaviors were studied. The results showed that the oxidation mechanism of non-coated carbon/carbon composites should be divided into reaction controlled mechanism at low temperature and diffusion controlled at high temperature and the oxidation reaction rate increased with the gas flow rate. There were three cases of coated carbon/carbon composites at oxidation process. At lower oxidation temperature the oxidation process was controlled by oxygen diffusion at the grain boundaries and defects and the relationship between weight loss and oxidation time was linear. When the temperature rose,the relationship between oxidation weight loss and temperature did not meet the Arrhenius equation. When the temperature was higher than the crack healing temperature,the oxidation weight loss curve was parabolic if the coating could play an effective protection to the carbon/carbon composites. The oxidation weight loss curve was linear if the carbon/carbon composites should not be protected effectively by the coating.

C/C composites; coating; oxidation mechanism

TQ165

A

1009-5128(2016)12-0025-06

2016-04-13

陜西省科技廳科研項(xiàng)目：C/C復(fù)合材料陶瓷涂層形成過程的化學(xué)熱力學(xué)研究(2013JM2014)；渭南師范學(xué)院教育科學(xué)研究項(xiàng)目：中小學(xué)教師素質(zhì)結(jié)構(gòu)與提升策略研究(2014JYKX009)

焦更生(1965—)，男，陜西潼關(guān)人，渭南師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境學(xué)院教授，工學(xué)博士，主要從事功能材料研究。