华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2026, Vol. 54 ›› Issue (5): 1-.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.250384
• 材料腐蚀与防护 •
刘时剑1,2 李琼云3 徐昊1 陈义1 张冰玉1 陈明伟1 邱海鹏1 于倩倩2 王林格2
1.中国航空制造技术研究院复材中心,北京 100024
2.华南理工大学前沿软物质学院,广东 广州 510640
3.中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所,四川 成都 610041
Liu Shijian1,2 Li Qiongyun3 Xu Hao1 Chen Yi1 Zhang Bingyu1 Chen Mingwei1 Qiu Haipeng1 Yu Qianqian2 Wang Linge2
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1. AVIC Manufacturing Technology Institute, Beijing 101300, China
2. School of Emergent Soft Matter, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
3. Chengdu Aircraft Design and Research Institute, Chengdu 610041, Sichuan, China
摘要:
本文系统研究了硼改性2.5D SiC/Si-B-C复合材料在1100℃、高水氧分压(90 kPa H₂O–10 kPa O₂)极端水氧环境中经50h、100 h、150h、200 h、250h和300 h腐蚀后的性能演变与损伤机制。通过分析材料腐蚀前后的密度、显气孔率、室温弯曲性能及微观结构,结果表明:在短中期腐蚀阶段(≤200 h),材料性能保持稳定,弯曲强度保留率超过97%,显气孔率略有下降,硼元素通过形成硼硅酸盐玻璃相实现动态自愈合,有效延缓氧化介质侵入;而在长期腐蚀(300 h)后,材料性能发生显著退化,弯曲强度保留率骤降至40%,显气孔率升至5.2%,断口纤维拔出长度显著缩短,呈现脆性断裂特征。微观分析表明,硼的持续挥发导致基体疏松化,并促使表面CVD SiC涂层由“菜花状”结构转变为熔融玻璃态并产生宏观裂纹,丧失屏障功能。本研究揭示了硼改性SiC/SiC复合材料在长时极端水氧环境下的可能的性能退化机制,为其工程化应用提供理论依据。