热压烧结工艺以及碳纤维含量对C/SiC复合材料性能的影响
2022-08-03黄竑翔贺智勇
机械工程材料 2022年6期
黄竑翔,王 峰,贺智勇
(1.钢铁研究总院,北京 100081;2.中国钢研科技集团有限公司,北京 100081)
0 引 言
近年来,随着飞行器飞行速度的提高,其表面与大气层摩擦所产生的热量(气动热)增加,可能会导致飞行器飞行时表面材料产生烧蚀乃至熔化,从而对飞行器的飞行安全造成极大威胁[1]。为减轻气动热对飞行器飞行时产生的不良影响,需要对其表面进行防热处理。传统防热材料一般是镍基金属与酚醛树脂基材料,但这些材料的熔点不是很高,其防热性能无法满足高速飞行器的防热需求[2]。
C/SiC复合材料具有熔点高、硬度高、弹性模量大、热膨胀系数低等优异性能,是目前最有前途的高温用结构材料之一[3],成为各国学者研究的重点。目前,制备C/SiC复合材料的主要方法为化学气相沉积法和先驱体浸渍裂解法,这2种方法制备得到的复合材料基体纯度高,组织和成分可控,但制备周期极长、成本高[4-5],难以满足批量化生产的需求。热压烧结工艺相对简单,所得陶瓷材料的致密度高,力学性能优异,在制备高性能陶瓷复合材料方面具有显著优势[6],但该工艺无法制备形状复杂的工件,且高温高压对于碳纤维性能有较大的影响[7],目前关于热压烧结工艺制备C/SiC复合材料的报道较少。为此,作者采用热压烧结工艺,结合正交试验法[8]和单因素试验系统研究了该工艺中烧结温度、烧结压力以及碳纤维含量对C/SiC复合材料体积密度与抗弯强度的影响,以期为热压烧结工艺制备C/SiC复合材料提供一定的理论依据。……
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