SiC-SiC復合材料制備及性能研究.pdf

1、SiC/SiC復合材料是一種新型超高溫材料，在航空航天領域有具有廣闊的應用前景，很有希望成為一種性能優(yōu)異的結構吸波材料?；瘜W氣相滲透法(CVI)是制備纖維增韌陶瓷基復合材料的最基本和實用的方法。本文以減壓化學氣相滲透法(LPCVI)制備了具有熱解碳界面的SiC/SiC復合材料，分析了制備熱解碳界面和SiC基體LPCVI過程的熱力學和動力學以及沉積參數(shù)對沉積過程的影響，研究了復合材料組分對其力學性能和介電性能的影響規(guī)律。主要研究內容如下：

2、 (1)分析了LPCVI沉積熱解碳界面和SiC基體的熱力學和動力學條件，對丙烯及MTS-H<,2>系統(tǒng)的熱解過程進行分析，并以纖維束為基體，研究了沉積溫度、系統(tǒng)壓力、P<,N2>/P<,C3H6>對熱解碳沉積形貌和速率的影響。結果表明：沉積溫度、系統(tǒng)壓力和．P<,N2>/P<,C3H6>均會使熱解碳沉積形貌發(fā)生變化。沉積溫度對熱解碳形貌影響不大；系統(tǒng)壓力通過改變滯留時間的長短和形核與長大模式而改變沉積速率和熱解碳的形貌與結構；隨

3、P<,N2>/P<,C3H6>降低，熱解碳沉積模式有從表面化學反應成核．生長向氣相成核．生長模式轉化的趨勢，沉積熱解碳層隨之變得粗糙。 (2)在優(yōu)選沉積工藝下對SiC/SiC復合材料的致密化進行研究，表明在本實驗條件下，SiC基體沉積時間在6.5小時之后復合材料氣孔率為20﹪左右，繼續(xù)延長時間對材料氣孔率影響不大。同樣沉積條件下，纖維體積含量40﹪的復合材料與含量為30﹪的復合材料相比，氣孔率略大。 (3)實驗制備SiC

4、/SiC復合材料彎曲強度達328MPa，且表現(xiàn)出一定的韌性。由于本實驗用SiC纖維性能較差，與文獻報道中的最好力學性能相比還有一定的差距，但比國內同種纖維制備復合材料力學性能有所提高。并研究了氣孔率、纖維體積含量、界面厚度、界面形貌對復合材料力學行為的影響。 (4)首次研究熱解碳界面與基體沉積用稀釋氣對SiC/SiC復合材料微波介電性能的影響。熱解碳界面的添加可以有效提高復合材料復介電常數(shù)的實部和虛部，并且相比纖維含量30﹪的復