焦春荣，焦 健

(中国航发北京航空材料研究院 先进复合材料国防科技重点实验室，北京100095)

碳纤维增强碳化硅(Cf/SiC)复合材料是以碳纤维为增强相的陶瓷基复合材料，综合了纤维增强体优越的力学性能、可设计性强以及陶瓷良好的化学和热稳定性等优点，具有高温性能好、密度低(仅为高温合金的1/3～1/4)、热胀低、导热快、硬度高、耐腐蚀等优点。采用Cf/SiC复合材料涡轮叶片可明显减轻发动机结构质量、减少冷气用量、提升航空发动机的性能[1-5]，因此Cf/SiC复合材料是高推重比航空发动机、火箭发动机及空天飞行器等高温部件理想的高温结构材料。

陶瓷基复合材料的致密化工艺已经趋于成熟，主要包括化学气相渗透法(chemical vapor infiltration，CVI)[6-9]、聚合物浸渍裂解工艺(polymer infiltration and pyrolysis process, PIP)[10-13]以及熔融浸渗工艺(melt infiltration,MI)[14-17]。其中熔渗工艺被认为是快速低成本制备近净成型复杂形状构件的有效途径，目前能够成功应用该技术并进行大批量生产的国家主要为德国和美国，其中德国主要采用碳纤维进行增强，以制备Cf/SiC或者Cf/C-SiC复合材料，主要研究机构及公司包括德国宇航中心DLR、西格里、SKT、空客公司等，美国则主要采用SiC纤维作为增强相制备SiCf/SiC复合材料，主要研究单位包括GE,NASA，Goodrich等[18]，其中GE采用该技术已经将陶瓷基复合材料成功应用于发动机重要部位。熔渗工艺主要分为预浸料-熔渗和料浆-熔渗两种路线，其中预浸料法由GE单独开发，料浆法则是与其他单位联合开发，包括United Technologies, Carborundum, Goodrich，NASA。料浆-熔渗工艺是首先将纤维编织成为预成型体，将树脂料浆注入预成型体，加热固化，然后进行渗硅处理。……