侯红臣，郑旭鹏，楼永伟，程伟强，陈建军

(浙江理工大学材料科学与工程学院，先进陶瓷材料与纤维研究所，杭州 310018)

0 引 言

随着新技术的发展，新型航空热防护和动力系统、新型核能系统以及高性能制动系统等领域对具有密度低、高温强度高且化学稳定性好的材料提出了迫切需求[1]。经纤维增韧的陶瓷基复合材料，改善了单相SiC陶瓷脆性大、可靠性差的缺陷，具有广阔的应用前景[2-4]。

目前SiC陶瓷材料增韧体系中应用最广泛的为碳纤维和碳化硅纤维。但这类连续纤维作为增韧材料时，其纤维束间微区中的陶瓷基体仍保留着陶瓷材料固有的脆性，受外力作用时极易产生微裂纹，而微米尺度的连续纤维很难有效阻止这些微裂纹的扩展[5-6]。碳化硅纳米纤维(SiCnf)本身为单晶结构，尺寸为纳米级，杨氏模量高达660 GPa，约是SiC纤维的两倍，SiCnf最大抗弯强度达53.4 GPa，远高于SiC纤维，SiCnf裂纹偏转能力强，是一种理想的增韧材料[7]。当前多采用SiCnf为第二增强体，通过原位生长的方式复合进陶瓷材料内。Yang等[8]通过化学气相渗透法在SiC陶瓷纤维预制体中原位生成SiC纳米纤维，制备出了体积分数达6%的SiC纳米线增强SiC陶瓷基(SiCnf/SiC)复合材料，其抗弯强度和断裂韧性分别达到(750±103) MPa、(20.3±2) MPa·m1/2，是无SiC纳米线增韧的SiC陶瓷材料的两倍。原位生长方式通常存在制备出的SiCnf含量少，生长受孔隙大小和分布限制等问题，且原位生长的SiCnf长度较短，拨出效应弱。长的SiCnf长径比大，拥有较强的裂纹偏转及纤维拔出能力，有利于复合材料断裂韧性的提高[9]。……