改性C/C-ZrC-SiC复合材料热化学烧蚀数值分析

• 作者: 梅宗书 范学领 石成英 晋小超
• 来源期刊: 固体火箭技术
• 关键词: 碳基复合材料 掺杂改性 热化学平衡 超高温陶瓷 数值分析
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 防热材料 绝热材料|THERMAL PROTECTIVE AND INSULATING MATERIALS
• 页码范围: 390-398
• 页数: 9页
• 分类号: V258
• 语种: 中文
• DOI: 10.7673/j.issn.1006-2793.2021.03.015

摘要

主要针对多相超高温陶瓷(UHTCs)颗粒掺杂改性C/C复合材料的热化学烧蚀行为进行数学表征,采用公式推导、数值模拟及试验验证等方法进行研究与分析.通过对C/C-ZrC-SiC(CCZS)复合材料烧蚀后的形貌进行分析,基于热化学平衡和最小自由能原理,构建CCZS氧化烧蚀模型.利用热-力-化多场耦合数值分析方法,对CCZS材料锥形缩比试样进行仿真模型构建,将热化学氧化反应表达式嵌入到仿真模型,并进行烧蚀行为数值计算.计算得到的烧蚀体结构内部温度分布和表面质量烧蚀速率,与烧蚀试验结果较为一致,验证了数学模型的有效性.同时,计算结果表明,基于热化学平衡原则进行改性复合材料表面热化学氧化反应的表征具有一定的工程可行性,可为多相UHTCs掺杂改性C/C复合材料的热化学氧化烧蚀数学表征提供理论参考.