барьер, препятствующий диффузии в
материал кислорода. Кроме того оно должно содержать мало летучих веществ
во избежание лишней эрозии в высокоскоростных газовых потоках. Внутри же
должна обеспечиваться хорошая адгезия покрытия с подложкой, но без
излишнего проникновения покрытия в подложку. Внутренние слои не должны
содержать углерод и сохранять монолитность в условиях эксплуатации чтобы
предотвратить карботермические восстановления оксидов во внешних
слоях. И, наконец, все поверхности раздела должны иметь химическую
совместимость друг с другом и хорошую механическую совместимость с
поверхностью УУКМ.
Наилучшую совместимость по
термическому расширению и наименьшие скорости окисления среди
высокотемпературных керамических материалов имеют материалы на основе
кремния. Поэтому большое число публикаций посвящено использованию
материалов на основе кремния для долговременной защиты УУКМ. Однако
верхний температурный предел их применения определен 1700... 1800 °С. При
более высоких температурах рассматриваются покрытия на основе более
тугоплавких элементов Ti, Zr, Hf.
Ввиду образования трещин за счет
напряжений, обусловленных разностью термических коэффициентов
линейного расширения композита и покрытия, требуется включение в материал
веществ, которые могли бы заполнять трещины и таким образом обеспечивать
более надежную защиту. Все системы защиты УУКМ, успешно действующие при
температурах до 1500 °С в течение длительных периодов времени,
используют бор. Элементный бор и его соединения вводят в виде
модификаторов в углеродные волокна или как компонент покрытия. Основными
проблемами в этих системах являются чувствительность к влаге
стеклообразу-ющих боратов, длительная совместимость их с наружным
покрытием и стойкость в условиях высоких температур в течение длительного
времени. При температурах до 1760 °С самозалечивание обеспечивается
главным образом в результате образования на поверхности
Si02.
Высокие скорости окисления
огнестойких карбидов, таких как HfC, и боридов не позволяют использовать
их в качестве долговременной защиты при температурах выше 1800 °С. Поэтому
более перспективными являются оксиды.
Критерием при выборе оксидных
покрытий является точка плавления, давление паров и ТКЛР.
Термостабильность, достаточную для долговременного использования при
температурах выше 2000 °С, имеют Zr02 и НЮ2, при
более низких температурах можно применять
А1203.
