C/C复合材料超高温防氧化抗热震Re/Ir-Hf/YSZ梯度复合涂层研究

超高温防氧化抗热震涂层材料是新型小型战术火箭发动机动力系统的关键技术之一。本项目针对目前C/C复合材料防氧化涂层使用温度低和抗热震性能差难题，提出一种新型Re/Ir-Hf/YSZ梯度复合涂层，即首先采用辉光等离子表面冶金方法制备Re/Ir-Hf梯度涂层，再通过电子束物理气相沉积方法制备YSZ涂层，旨在提高界面结合强度，解决Ir冲刷能力差难题，实现Ir的原位自生防护，针对这种新型Re/Ir-Hf/YSZ梯度复合涂层，系统深入研究梯度复合涂层的制备工艺和形成机理，阐明提高提高涂层之间以及涂层与基体界面结合强度的内在规律，揭示Ir-Hf合金涂层俘获氧原位生成高熔点mIrxOy onHfO2复合相的自防护机制，建立应力作用下梯度复合涂层显微结构、相组成及其演化与抗氧化抗热震性能之间的关联模型，揭示梯度复合涂层防氧化抗热震机理，为将该梯度复合涂层应用于C/C复合材料超高温防氧化抗热震奠定理论基础。

本项目针对新型小型战术火箭发动机动力系统喷管C/C复合材料防氧化涂层使用温度低和抗热震性能差难题，提出并开发一种新型Re/Ir-Hf/YSZ梯度复合涂层，采用辉光等离子表面冶金方法在经过表面处理的C/C复合材料上制备Re/Ir-Hf梯度复合涂层，实现涂层与C/C基体的强结合与对涂层残余应力控制，以及实现俘获氧原位生成高熔点mIrxOy •nHfO2复合相的能力，再通过电子束蒸发物理气相沉积（EBPVD）方法制备YSZ涂层，提高Ir-Hf涂层抗高速气流冲刷性能。研究了Re/Ir-Hf/YSZ梯度复合涂层的制备工艺和形成机理，阐明了提高涂层之间以及涂层与基体界面结合强度的内在规律，揭示了Ir-Hf合金涂层俘获氧原位生成高熔点mIrxOy •nHfO2复合相的自防护机制，建立了应力作用下梯度复合涂层显微结构、相组成及其演化与抗氧化抗热震性能之间的关联模型，揭示了梯度复合涂层在应力作用下的防氧化抗热震机制，对显微结构演化实现了控制。 发表论文8篇，其中SCI论文7篇。授权发明专利8项。 培养硕士研究生3名。