中航复合材料有限责任公司 邱海鹏 陈明伟 谢巍杰

SiC/SiC陶瓷基复合材料是指在SiC陶瓷基体中引入SiC纤维作为增强材料，形成以引入的SiC增强纤维为分散相，以SiC陶瓷基体为连续相的复合材料。SiC/SiC陶瓷基复合材料保留了SiC陶瓷耐高温、高强度、抗氧化、耐腐蚀、耐冲击的优点，同时兼具SiC纤维增强增韧作用，克服了SiC陶瓷断裂韧性低和抗外部冲击载荷性能差的先天缺陷。SiC/SiC复合材料作为一种综合性能优异的高温热结构材料，在航空、航天核能领域具有广泛的应用前景，成为目前各个西方国家的研究热点[1-5]。

SiC/SiC陶瓷基复合材料通常由SiC纤维、界面层、SiC陶瓷基体和热防护涂层组成。本研究就SiC/SiC陶瓷基复合材料各组成部分、制备工艺、加工工艺和应用情况进行介绍。

原材料

SiC纤维具有耐高温、抗氧化、抗蠕变、力学性能优异等特点，与聚合物、金属和陶瓷基体相容性良好，是研制高性能复合材料（特别是高温结构材料）的关键纤维增强材料。目前SiC 纤维的制备工艺主要有化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposited， CVD 法）、先驱体转化法（Preceramic Polymer Pyrolysis，3P法）、微粉烧结法（Powder Sintering，PS 法）和化学气相反应法（Chemical Vapor Reaction, CVR 法）等，目前实现工业化生产的主要是先驱体转化法。

先驱体转化法制备SiC纤维的历程可分为3代，如表1所示：第1代为以日本碳公司（Nippon Carbon）的Nicalon 200纤维和宇部兴产（Ube Industries）的Tyranno LOX-M纤维为代表的高氧碳SiC纤维，1代纤维均采用氧化交联方式，最终纤维中的氧质量分数为10%～15%，当使用温度达到1200℃以上，纤维中的SiCxOy相发生分解反应，纳米SiC晶体长大，导致力学性能急剧下降。第2代……