Ablation resistance of TaC-modified HfC coating prepared by supersonic plasma spraying for SiC-coated carbon/carbon composites

材料科学 涂层 复合材料 烧蚀 微观结构 超音速 氧化物 图层(电子) 等离子体 增强碳-碳 复合数 碳纤维 冶金 航空航天工程 工程类 物理 热力学 量子力学
作者
Guanghui Feng,Hejun Li,Xiyuan Yao,Miaomiao Chen,Yibei Xue
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:45 (14): 17936-17945 被引量:46
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2019.06.011
摘要

A HfC-TaC composite coating was prepared on SiC-coated C/C composites by supersonic atmosphere plasma spraying (SAPS) to improve their ablation resistance. The ablation resistance was evaluated under oxyacetylene torch with heat flux of 2.38 MW/m2 and 4.18 MW/m2 respectively, and the effect of TaC on microstructure and phase composition of the coating was investigated. Results showed that TaC-modified HfC coating exhibited good ablation resistance under the torch with heat flux of 2.38 MW/m2 and its mass and linear ablation rates were -0.35 mg/s and -1.05 μm/s separately, which is ascribed to the formation of continuous oxide film including phases like Hf6Ta2O17 and Ta2O5. Crack propagation in the coating was inhibited due to the phase transition restriction of HfO2 by Ta2O5, and cracks and holes in the oxide layer could be repaired by molten Ta2O5 and Hf6Ta2O17. However, the occurrence of ablation crater on the surface of HfC-TaC coating is mainly attributed to the unsatisfactory scouring resistance of the oxide film under heat flux of 4.18 MW/m2.
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