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1、自加热化学气相法制备连续碳纤维增强碳化硅复合材料29自加热化学气相法制备连续碳纤维增强碳化硅复合材料FabricationofContinuousCarbonFiberReinforcedSiCCeramicCompositesbySelf-heatingChemicalVaporInfiltration李俊红,朱时珍,于晓东,苏铁健(北京理工大学机械工程与自动化学院,北京100081)LIJun-hong,ZHUShi-Zhen,YUXiao-dong,SUTie-jian(SchoolofMechanicalEngin
2、eeringandAutomation,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)摘要通过自加热化学气相渗积法制备了C复合材料,对其力学性能进行了测试与分析,运用SEM对复合材料f/SiC显微结构和断口形貌进行了分析研究表明自加热化学气相渗积法具有较快的渗积速率气体流量的适度增加可改善复合材料的性能碳涂层的厚度对复合材料的力学性能有较大的影响,适合的涂层厚度在0.35~0.55m之间关键词自加热化学气相渗积法C复合材料力学性能显微结构f/SiC中图分类号TB33文献标
3、识码A文章编号1001-4381(2002)07-0029-04AbstractCf/SiCcompositeswerefabricatedbySelf-heatingChemicalVaporInfiltration(SHCVI),Mechanicalpropertiesofthecompositeswereinvestigated,Microstructureandfracturemorpholo-gieswereobservedunderSEM.ItshowedthatSHCVIcanhavefasterinfilt
4、rationratethanotherCVImethods.Increaseofgasflowratewillimprovethecomposites,properties.Thethicknessofcarboncoatinghasgreatinfluenceontheirmechanicalproperties,theappropriatevalueofwhichiswithin0.35~0.55m.Keywordsself-heatingchemicalvaporinfiltrationCf/SiCcomposite
5、smechanicalpropertiesmi-crostructure连续纤维增强陶瓷基复合材料(Continuous结构材料[4]本研究通过化学气相沉积法对碳纤维预FiberReinforcedCeramicComposite简称CFCC)是制体制备热解碳涂层,采用一种新的快速自加热化学一种前途广阔的高温结构材料目前制备连续纤维增气相渗积法(Self-heatingChemicalVaporInfiltra-强陶瓷基复合材料的方法主要有化学气相渗积法tion,简称SHCVI),以甲基三氯硅烷(MTS)作为先(Chemi
6、calVaporInfiltration简称CVI)陶瓷先驱体驱体,氢气作为稀释气体,氩气作为载流气制备了碳聚合物的渗积和热分解以及反应烧结[1]其中化学气纤维增强的碳化硅陶瓷基复合材料对所制备的复合相渗积具有制备温度低制备过程中对纤维低损伤材料进行了性能的测试和显微结构的观察可制备各种复杂结构的功能梯度复合材料可制备很纯的材料可实现微观尺寸上的成分设计等优点[2],1实验过程而且这种工艺已有了较大发展,目前世界范围内的[3]1.1工艺过程Cf/C复合材料有一半是通过等温CVI法制备的这种方法存在一个很大的缺点就是其制备周
7、期长,生1.1.1碳纤维预制体及热解碳涂层的制备产成本高因此,今后CVI的发展方向是寻找快速本实验在化学气相渗积炉中对纤维预制体制备碳涂层所用预制体为尺寸248mm>61mm>9mm,CVI法,以缩短制备周期降低生产成本体密度0.560g/cm3的二维碳纤维铺层预制体,这种在众多的连续纤维增强陶瓷基复合材料中,碳化硅陶瓷基复合材料是其中较有代表性的一种,目前主预制体是碳纤维束0~90铺层,在层间夹少量短纤维要有连续碳化硅纤维或碳纤维增强的碳化硅陶瓷基毡,然后通过穿刺使短纤维毡穿过纤维层连接各层复合材料其中C被认为是最有前途
8、的轻质航空采用不同的渗积时间,可以得到不同厚度的热解碳涂f/SiC30材料工程/2002年7期层O本次研究采用气体流量为1000m1/min的氩气作在北京航空材料研究院完成所用扫描电镜型号为为稀释气体气体流量为250m1/min的乙炔作为原料AMRAY1000BO气体反应炉压力为10mmHg沉积时间分别
