温压-原位反应法制备C/C-SiC复合材料及其显微结构分析
2011-05-29姜四洲李专熊翔肖鹏
中南大学学报(自然科学版) 2011年6期
关键词:复合材料
姜四洲,李专,熊翔,肖鹏
(中南大学 粉末冶金国家重点实验,湖南 长沙,410083)
C/C-SiC复合材料是继粉末冶金和炭/炭复合材料之后,近几年来发展起来的一种高性能刹车材料,具有密度低、耐高温、摩擦因数高且稳定、耐磨损和环境适应性强等优点,是一种有着广阔应用前景的制动材料,可应用于航空航天、车辆工程、机械工程等领域[1-4]。Krenkel等[5-7]于 1988年率先开展了 C/C-SiC复合材料的研究,现已应用到保时捷911Turbo高档轿车上。国内外对C/C-SiC复合材料的研究报道主要包括三维针刺复合材料、二维炭布铺层复合材料和温压-原位反应法成型复合材料。三维针刺C/C-SiC复合材料具有良好的层间剪切强度、导热性能和稳定的摩擦性能,但制备周期过长,成本过高[8-9]。二维炭布铺层复合材料由于垂直摩擦面的导热系数太低、摩擦面温度过高(超过1 000 ℃),导致刹车性能不稳定[10]。温压-原位反应法制备 C/C-SiC复合材料是肖鹏等[11-12]为降低制备成本,在借鉴粉末成形的温压法和制备难熔金属、陶瓷材料的原位反应法的基础上于21世纪初提出的新思路。目前,关于前2种刹车材料的微结构方面的报道较多[13-15],但关于温压-原位反应法制备C/C-SiC复合材料微结构方面的研究报道还很少。为此,本文作者采用温压-原位反应法制备三维针刺C/C-SiC复合材料,并对该材料的微结构进行观察和分析。
1 实验
1.1 试样制备
采用温压-原位反应法制备C/C-SiC复合材料。原材料为:以东丽 T700短切炭纤维为增强相,长度为2~12 mm;以纯度99.3%的Si粉作为硅炭原位反应的硅源,粒度约50 μm;……
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