催化炭化-原位反应/反应熔体浸渗法制备C/C-SiC复合材料
2021-07-08张海连李四中林志勇
材料工程 2021年7期
张海连,段 淼,李四中,林志勇
(华侨大学 材料科学与工程学院,福建 厦门 361021)
在C/C复合材料中引入SiC制备出的C/C-SiC复合材料,具有比C/C复合材料更加优异的抗氧化性能、耐摩擦性能以及高温力学性能等,被广泛应用于先进摩擦材料和航天航空领域[1-5]。
C/C-SiC复合材料的传统制备方法主要有:化学气相渗透(CVI)法[6-8]、聚合物浸渍裂解(PIP)法[2,9]、反应熔体浸渗(RMI)法[10-12]、热压烧结(HPS)法[13-14]。CVI法通常利用三氯甲基硅烷等在高温下热裂解产生SiC沉积在C/C预制体孔隙中,进一步将其致密化得到复合材料,产品致密化度高、力学性能优良。PIP法则是用聚碳硅烷等含硅聚合物浸渍C/C多孔体,再在一定温度和压力下热解出SiC基体而得到C/C-SiC复合材料,所得产品的基体成分均匀、力学性能较高。但CVI法和PIP法均需要含硅有机物作为硅源热解成SiC,该过程耗时长且转化率低[6-7]。RMI法是以熔融液态硅浸渍C/C多孔体制备C/C-SiC复合材料,也称作液相硅浸渗(LSI)法,被认为是制造C/C-SiC复合材料中最简单的工艺之一。前述3种方法都需要在渗硅前制备多孔的C/C预制体,然而以气相沉积法和液相浸渍法获得合适的C/C预制体所需能耗巨大,并且RMI法浸渗过程中熔融硅可能与碳纤维发生反应而将其损伤,造成复合材料力学性能的下降[12]。HPS法是将碳纤维浸渍在陶瓷浆料中,将其通过缠绕制成无纬布,再经切片、叠层、热压成型和烧结后制备出复合材料,具有低成本、短周期且简单易行的优点,但高温高压下纤维容易受到损伤,并且在制造复杂结构部件时有较大的困难[14]。……
登录APP查看全文
