Другую проблему использования
оксидов составляет диффузия кислорода при высоких температурах.
Высокая проницаемость кислорода делает указанные системы неэффективными
для применения в качестве кислородных барьеров. Оксид кремния имеет самую
низкую проницаемость кислорода и является лучшим материалом для
использования в качестве барьера. В связи с этим для создания защиты
композита при температурах выше 1800 °С применяют многослойные покрытия:
наружный слой — жаростойкий оксид, внутренний слой — из стекловидного
Si02. Повышение температуры использования УУКМ связано с
разработкой многокомпонентных покрытий, в состав которых входят
дибо-рит гафния, диоксид гафния и иридий. Эти вещества имеют очень высокую
температуру плавления:
Вещество...........................................НТВ НЮ 1г
Температура плавления, °С............ 3250 2810 2454
При разработке покрытия важным
параметром является его толщина. Слишком тонкие покрытия не будут
достаточно надежно защищать основу от кислорода, а слишком толстые, как
правило, бывают хрупкими, легко разрушаются и отслаиваются от
поверхности УУКМ.
Широкое применение в деталях ГТД
нашли композиты с керамической матрицей SiO. Один из наиболее
известных материалов — УВ/SiC (Sepcarbinox) фирмы «SEP». Сопло из
Sepcarbinox может выдержать несколько циклов работы при 1700 К в
течение 300 с без системы охлаждения.
Sepcarbinox был создан с целью
улучшения механических свойств и стойкости против окисления УУКМ путем
замены углеродной матрицы на керамическую, состоящую из карбида кремния.
При формировании матрицы SiC используется процесс химической пропитки из
пара. С помощью этого процесса, применяя в качестве полуфабриката пористые
волокнистые каркасы из УВ, получили армированную волокном керамику со
следующими матрицами: SiC, SiC+C, TiC, TiC+C, ВС,
B3N4 и A1203. Наивысшие
механические характеристики получены с матрицей из ВС, а наилучшую защиту
от окисления гарантировала матрица из SiC.
В качестве сырья использовали
поликарбосилан и листы целлюлозной бумаги толщиной 0,26 мм. Листы
бумаги погружали в раствор по-ликарбосилана в бензоле на 1 ч и высушивали
30 мин на воздухе. После этого полуфабрикат нагревали до 1200, 1300,
1400 °С со скоростью подъема температуры до 100°С в час в среде азота и
выдерживали при заданной температуре в течение часа. Таким образом
получали листо-
