气相渗硅制备C∕SiC复合材料

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1、陶瓷基复合材料制备工艺PREPARATIONPROCESSOFCERAMICMATRIXCOMPOSITES*气相渗硅制备C/SiC复合材料PreparationofC/SiCCompositesbyGaseousSiInfiltration严春雷　刘荣军　张长瑞　曹英斌国防科学技术大学航天科学与工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室林　栋　王　静　于　坤　周　浩[摘要]C/SiC复合材料具有轻质、高比强度、高比高，可靠性好，与热压的块体陶瓷相比，C/SiC复合材料模量、高热导率、低热膨胀系数、

2、耐磨损、热稳定性好等由于碳纤维增强体的加入而使得材料的断裂韧性大大诸多优点，是新一代高温热结构材料，在空间光学系统、提高，其断裂韧性甚至可以和金属材料相媲美；（4）低飞行器热防护系统、车辆和飞机的制动系统等领域得到热膨胀系数，且可根据组分和结构来调节。根据增强体了广泛的应用。本文首先对C/SiC复合材料的优良性C纤维本身的晶体结构（石墨）特点，其在轴向的室温能和制备工艺作简要介绍，随后重点介绍气相渗硅制备热膨胀系数为-0.3×10-6/℃，而在径向的热膨胀系数C/SiC复合材料的工艺设计及工艺优化研

3、究，最后，对气为3.1×10-6/℃（T300纤维），可以通过对C纤维的空相渗硅制备C/SiC复合材料需要进一步解决的问题作间编织结构的设计使构件在某一方向的线膨胀系数为了小结。0；（5）热导率高，材料的导热性能好可以抵抗温度梯度关键词：C/SiC复合材料制备工艺气相渗硅带来的变形和应力，提高材料的抗热震性能；（6）优良[ABSTRACT]C/SiCcomposites,regardedasanew的耐侯性能，C/SiC复合材料的耐候性能，包括抗热震性generationofthermalstruc

4、turalmaterials,havemanyexcel-能，耐腐蚀、耐辐射、抗氧化、耐烧蚀、耐磨损等性能都十lentproperties,suchaslowdensity,highspecificstrengthand分优异。例如，在氧化性环境下，C/SiC复合材料被认为elasticmodulus,highthermalconductivity,lowcoefficientof在低于1973K具有长寿命，在2273~2473K具有有限[2]thermalexpansion,goodabrasiv

5、eresistance,andhighthermal寿命，在3073~3273K具有瞬时寿命，又如，C/SiC复stability.C/SiCcompositeshavebeenappliedinmanyfields,合材料密度低，耐磨性好，摩擦系数适中且稳定，抗热冲includingspaceopticalsystem,thermalprotectionsystem击、抗氧化性能优良，是继C/C之后最有前途的新一代[3]ofspacevehicle,andbrakematerials.Inthis

6、paper,firstly,刹车制动材料之一；（7）C/SiC复合材料性能可设计、theexcellentpropertiesandfabricationmethodsofC/SiC可调节，制备工艺相对简单，成本可控，因此它能够满足compositesareintroduced,andthekeypointispaidintothe许多领域的应用需求。designandoptimizationofpreparationofC/SiCcomposites目前制备C/SiC复合材料的工艺主要有4种：先驱

7、bygaseousSiinfiltration.Finally,thechallengesforC/SiC体浸渍－裂解工艺（PIP）、化学气相渗透工艺（CVI）、compositesthatwillbemetinthefutureareputforward.液相渗硅反应烧结工艺（LSI）和气相渗硅反应烧结工Keywords:C/SiCcompositeFabricationmeth-艺（GSI），各种工艺方法及特点简要介绍如下：（1）先od GaseousSiinfiltration驱体浸渍－裂解工

8、艺：先驱体浸渍裂解工艺是以高分子有机物如聚碳硅烷（PCS）等作为SiC的先驱体，以C/SiC复合材料作为新一代高温热结构材料，在许纤维预制件或纤维毡体为骨架，在真空或外加压力的多方面都具有十分优异的性能。具体表现为：（1）低密辅助下，用熔融或溶液态的先驱体浸渍预制件，固化后度且可调节，例如通过调节C/SiC中碳纤维的体积分数在惰性气体中进行高温裂解，重复浸渍裂解过程，使复-3[1]使复合材料密度在1.7~2.9g.cm范围内可调；（2）高合材料致密化。先驱体浸渍-裂解