C/C坯体结构对RMI制备C/SiC复合材料的影响
2018-11-19李辉吴小军孟国彪
庞 菲, 李辉,吴小军, 王 毅, 孟国彪
(1 西安航天复合材料研究所,西安 710025;)2 火箭军驻第四研究院军事代表室,西安 710025)
0 引言
C/SiC复合材料具有高比强度、高比模量、耐高温、耐磨损、使用寿命长、对环境适应性强等一系列优点,在航空航天领域具有广泛的应用。如航天飞行器的头锥、机翼前缘,液体火箭发动机燃烧室、喷管,航空发动机尾喷管调节片、密封片等。作为摩擦材料,C/ SiC摩擦性能高而稳定,代表着当前制动材料的最高水平,已经在一些跑车如Por-sche、Ferrari和Daimler Chrysle上得到应用[1]。
C/SiC制备方法有化学气相渗透(CVI)、先驱体浸渍-裂解法(PIP)、熔融渗硅(RMI/LSI)等。其中,熔融渗硅法在20世纪80年代德国的Firzer首创以来,因其生产周期短,成本低,成为非常具有市场竞争力的工业化生产技术[2-4]。RMI工艺制备的C/SiC复合材料受多种因素的影响[2,5],本研究主要通过对不同结构状态的C/C坯体进行熔融渗硅,研究不同的基体炭类型、不同的炭纤维涂层状态,对制备的C/SiC复合材料的弯曲性能的影响,并对多涂层C/C坯体制备的C/SiC复合材料进行摩擦磨损性能进行考核。
1 试验
1.1 C/SiC复合材料的制备
试验所用纤维预制体为3K斜纹炭布/网胎结构,初始密度为0.33~0.39 g/cm3。在炭纤维上沉积SiC涂层、C和SiC复合涂层,经化学气相沉积、糠酮树脂浸渍/碳化工艺致密,形成具有不同结构状态的C/C坯体,随后在真空渗硅炉中熔融渗硅获得C/SiC复合材料。C/C坯体的状态及熔融渗硅后的密度见表1。

表1 C/C坯体结构及渗硅后的材料密度Table 1 Preparation and density of C/C preforms before/after infiltrating Si
1.2 性能测试
C/SiC复合材料的三点弯曲试样尺寸为55 mm×10 mm×4 mm,在INSTRON 4505型电子万能试验机上进行弯曲性能测试。……
