曹晶晶 赵文武 高术振 薛应芳

摘要： 为了改善Cf/氧化铝陶瓷基复合材料中碳纤维与陶瓷基体界面，在预制复合材料混合物中掺入复合添加剂，采用真空热压烧结技术制备Cf/氧化铝陶瓷基复合材料，主要研究复合添加剂对Cf/氧化铝陶瓷基复合材料界面的结合状态和界面成分的影响。结果表明：在本实验条件下，复合添加剂在烧结过程中聚集于氧化铝晶粒的晶界处和碳纤维与陶瓷基体的界面处，并与氧化铝发生固相反应，形成低共熔相，不仅改善了碳纤维与陶瓷基体的界面结合状态，而且促进了陶瓷基复合材料的致密化。

Abstract： Cf/alumina ceramic matrix composites were prepared by hot pressing at vacuum， and compound additives were mixed into the prefabricated composites to improve the interface between carbon fiber and ceramic matrix in ceramic matrix composites. The effect of compound additives on interfacial bonding and composition of Cf/alumina ceramic matrix composites were studies. The results show that the compound additives accumulate at the grain boundaries of alumina grains and at the interface between carbon fibers and ceramic matrix during sintering under the experimental conditions， and it reacts with alumina to form the eutectic phase， which not only improve the interfacial bonding between carbon fibers and ceramic matrix， but also promote densification of the ceramic matrix composite.

关键词： 复合添加剂；陶瓷基复合材料；界面

Key words： compound additive；ceramic matrix composite；interface

中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）20-0246-03

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陶瓷材料以其耐高温、耐腐蚀、耐磨的优异特性而广泛应用于航空航天、机械、电子及医疗卫生等领域，但脆性大的缺点限制了其应用和发展。为了改善陶瓷材料的脆性，诸多陶瓷材料的增韧技术应运而生，如自增韧、颗粒增强、晶须增韧及纤维增韧[1-4]等。在纤维增韧中，碳纤维因其高比强、热稳定性好、导电性等优点而常作为陶瓷增韧的首选材料[5]，如用于航空航天的碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料[6，7]，有效的裂纹偏转和纤维拔出等能耗机制可明显提高材料的断裂韧性，但复合材料制备过程中易与碳纤维发生反应而使纤维与基体的界面结合过强，影响碳纤维的增韧效果。而对于氧化铝陶瓷来说，其与碳纤维不会发生任何反应，但其与碳纤维的热膨胀系数相差较大，而使复合材料的界面结合较弱，载荷不能有效传递，纤维的增韧作用不能有效發挥。……