孙国帅，刘荣军，曹英斌，贺鹏博，龙宪海

(国防科学技术大学 航天科学与工程学院，长沙 410073)

CVI-GSI工艺制备C/C-SiC复合材料的组成结构与力学性能

孙国帅，刘荣军，曹英斌，贺鹏博，龙宪海

(国防科学技术大学 航天科学与工程学院，长沙 410073)

采用密度为1.0g/cm3的C/C素坯，联合化学气相渗透(CVI)和气相渗硅(GSI)2种工艺制备C/C-SiC复合材料，研究CVI C/C-SiC复合材料中间体的密度对CVI-GSI C/C-SiC复合材料物相组成、微观结构及力学性能的影响。结果表明：随着CVI C/C-SiC复合材料中间体密度的增大，CVI-GSI C/C-SiC复合材料C含量增多，残余Si含量减少，SiC含量先增多后减少，CVI-GSI C/C-SiC复合材料的密度先增大后减小；随着CVI C/C-SiC复合材料中间体的密度由1.27g/cm3增加到1.63g/cm3时，得到的CVI-GSI C/C-SiC复合材料的力学性能先升高后降低。当CVI C/C-SiC复合材料密度为1.42g/cm3时，制得的CVI-GSI C/C-SiC复合材料力学性能最好，其弯曲强度为247.50MPa，弯曲模量为25.63GPa，断裂韧度为10.08MPa·m1/2。

CVI；GSI；C/C-SiC复合材料；物相组成；力学性能

C/C-SiC复合材料具有密度低、强度高、摩擦磨损性能和热物理性能优异等特点，在空间光机结构件、飞行器面板等航天轻质结构与热防护领域以及高速列车刹车、飞机和重型汽车刹车盘/片等高能载制动领域具有广泛的应用前景[1-4]。

C/C-SiC复合材料的制备方法主要包括化学气相渗透法(CVI)、先驱体浸渍裂解法(PIP)、液相/气相渗硅法(LSI/GSI)。CVI法和PIP法工艺成熟，重复性较好，制备的复合材料力学性能优异，但两种工艺周期长、生产成本高，复合材料的致密度和热导率较低[5-11]。渗硅法是目前最常用的方法，其工艺简单，制备周期短、生产成本低、近净成形[12-14]。LSI工艺是用熔融Si对C/C多孔体进行浸渗处理，使Si和C原位发生化学反应，生成SiC基体[15,16]。……