戴建伟，刘德林，牟仁德，何利民，王 鑫，许振华

（中国航发北京航空材料研究院 航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室 北京 100095）

0 引言

连续纤维增强的陶瓷基复合材料（Continuous fiber reinforced ceramic matrix composites，CFRCMC）有望作为高温结构材料应用于航空航天、核能、电力等领域，但其脆性问题亟待解决[1-3]。目前已有较多的文献报道，在纤维表面涂覆一层或多层涂层（即界面涂层）可有效改善复合材料脆性断裂问题。通常情况下，界面涂层在陶瓷基复合材料中所占体积不高，体积分数小于10%[4]。但是可通过对界面涂层的材料、厚度和层数等的合理设计，在复合材料中引入“弱界面”，使材料在服役过程中因受外力或高温侵蚀产生的裂纹得到偏转，并通过界面脱粘或滑移、纤维拔出等机制延缓CMC 的断裂失效，提高材料的断裂韧性[5-6]。

在纤维增强的陶瓷基复合材料中，陶瓷基体通常为各向同性的均相材料，裂纹在基体中萌生后将很快扩展到纤维/基体界面位置。如果在纤维表面预涂覆具有层状结构的界面涂层，裂纹将在涂层内部大量的亚层间界面处发生偏转，从而避免裂纹过早穿透纤维导致其断裂[7-8]。目前，各国科研人员对具有层状结构、并且与纤维和陶瓷基体热物理性能匹配的材料开展了广泛的研究。各向异性的热解碳（Pyrocarbon，PyC）具有石墨结构，并且制备工艺简单，最先作为界面涂层材料应用于CMC 中。研究表明，在常温或高温惰性气体环境中，PyC 涂层的引入可使CMC 的力学性能得到明显改善。然而，PyC 在氧化环境中温度升高到400 ℃时开始氧化，这将导致纤维和基体间形成强结合作用，严重损伤材料的力学性能[9-10]。……