The invention discloses a SiC fiber reinforced Ni alloy matrix composite material and a preparation method thereof, belonging to the technical field of nickel based alloy composite materials for aero-engine. The SiCf/Al2O3/Ni alloy matrix composite was synthesized by vacuum hot pressing technology by making the SiC precursor preform and adding a proper amount of solder in the binder. The composites were evenly distributed, the fibers were well bonded with the matrix, and the mechanical properties of the composites were obviously improved. The use of the additives (brazing solder) involved in the preparation of the invention effectively reduces the temperature of the material and inhibits the excessive interfacial reaction, and greatly improves the interface bonding between the fiber and the matrix. It is of great significance for the research and practical application of the SiC fiber reinforced Ni alloy matrix composite.
【技术实现步骤摘要】
一种SiC纤维增强Ni合金基复合材料及其制备方法
:本专利技术涉及航空发动机用镍合金基复合材料
,具体涉及一种SiC纤维增强Ni合金基复合材料及其制备方法。
技术介绍
:高推重比发动机是发展新一代先进飞行器的关键,其苛刻的使用环境要求开发新的轻质耐高温材料体系及工艺。Ni基高温合金具有良好的高温力学性能,是目前用于制备先进发动机热结构部件的关键材料,但比重大是其主要缺点。SiC纤维具有高的比刚度和比强度,用于增强Ni基高温合金可显著提高材料的比刚度和比强度,对发展下一代高推重比发动机具有重要意义。国内外对SiC纤维增强镍基合金进行了研究。已有文献主要集中在基础性研究上,在复合材料的制备、性能等方面涉及较少。对于SiC纤维增强镍基合金,纤维与基体间的界面问题是关键。为解决界面问题,Ni-Cr、Al2O3、Y2O3等扩散阻挡层被制备。研究发现,较低的材料合成温度将引起原子扩散不充分、进而导致材料内部孔洞等缺陷的产生。但相比目前已获得应用的SiC纤维增强Al基、Ti基等复合材料,SiC纤维增强Ni基复合材料的合成温度相对很高,甚至超过1000℃。即使采用上述耐温的陶瓷涂层作为中间层,也难以有效抑制严重的界面反应而造成纤维性能受到严重损伤,对复合材料的最终性能有很大影响。
技术实现思路
为了克服SiC纤维增强Ni基复合材料高温合成造成的剧烈界面反应对复合材料性能的不利影响,本专利技术的目的在于提供一种SiC纤维增强Ni合金基复合材料及其制备方法,使用真空热压合成一种SiC纤维增强Ni合金基复合材料(SiC/Al2O3/Ni基复合材料),合成过程中,通过在纤维预制 ...
【技术保护点】
1.一种SiC纤维增强Ni合金基复合材料,其特征在于:该复合材料是由SiC纤维增强体均匀分布于Ni合金基基体中形成,增强体与基体合金之间通过Al2O3扩散阻挡层复合,所述Al2O3扩散阻挡层的厚度为1‑3μm。
【技术特征摘要】
1.一种SiC纤维增强Ni合金基复合材料,其特征在于:该复合材料是由SiC纤维增强体均匀分布于Ni合金基基体中形成,增强体与基体合金之间通过Al2O3扩散阻挡层复合,所述Al2O3扩散阻挡层的厚度为1-3μm。2.根据权利要求1所述的SiC纤维增强Ni合金基复合材料,其特征在于:该复合材料的界面结合良好无孔洞,界面层厚度≤5μm。3.根据权利要求1所述的SiC纤维增强Ni合金基复合材料的制备,其特征在于:该方法首先采用磁控溅射技术在SiC纤维上依次沉积Al2O3和Ni合金基薄膜,获得纤维先驱丝;然后采用真空热压技术合成SiC纤维增强Ni合金基复合材料。4.根据权利要求3所述的SiC纤维增强Ni合金基复合材料的制备方法,其特征在于:该方法具体包括如下步骤:(1)Al2O3薄膜制备:待真空室内真空度达到5×10-3Pa~1×10-2Pa时,通入氩气和氧气,氩气气压控制在0.2~0.5Pa之间,氧气气压控制在0.009~0.03Pa之间;然后开启靶材偏压,使气体发生辉光放电,在SiC纤维上沉积Al2O3薄膜;(2)Ni合金薄膜制备:靶材为Ni合金。待真空室内真空度达到5×10-3Pa~1×10-2Pa时,通入氩气,氩气气压控制在0.2~0.5Pa之间;然后开启靶材偏压使气体发生辉光放电,在沉积有Al2O3薄膜的SiC纤维上沉积Ni合金薄...
【专利技术属性】
技术研发人员:宫骏,牛西茜,张浩强,裴志亮,石南林,孙超,
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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