兼具优异成型性和良好力学性能的SiC/SiC陶瓷复合材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种兼具优异成型性和良好力学性能的SiC/SiC陶瓷复合材料及制备方法，采用化学气相沉积工艺获得多孔SiC陶瓷中间体；之后采用聚合物浸渍裂解工艺(PIP)在去除碳纤维留下的“纤维丝孔”中回填SiC陶瓷，由此获得多孔SiC/SiC陶瓷复合材料；采用致密化工艺填充获得致密的SiC/SiC陶瓷复合材料，实现材料成型性和力学性能的协同。对浸渍裂解工艺参数的控制，调控浸渍液中PCS与二甲苯的浓度、固化温度和升温速率、裂解温度和升温速率，可实现对碳化硅纤维形态、分布和组分的调控，进而实现对复合材料性能的调控。本发明专利技术充分结合了聚合物转化陶瓷法和化学气相沉积法的优势，通过牺牲模板法实现了此种兼具优异成型性和良好力学性能的SiC/SiC陶瓷复合材料的制备。力学性能的SiC/SiC陶瓷复合材料的制备。力学性能的SiC/SiC陶瓷复合材料的制备。

【技术实现步骤摘要】
兼具优异成型性和良好力学性能的SiC/SiC陶瓷复合材料及制备方法


[0001]本专利技术属于高温结构材料的
，涉及一种兼具优异成型性和良好力学性能的SiC/SiC陶瓷复合材料及制备方法。

技术介绍

[0002]随着航空航天技术的不断发展，航空发动机的推重比逐步提升，诸如发动机的燃烧室、涡轮叶片、尾喷管等热端部件面临越来越高的服役温度，这就对航空发动机关键部件材料的综合性能提出了更高的要求，即高强度、低密度、好的耐温性能和抗氧化性能等。目前可以用于航空发动机热端部件的材料主要有超高温合金、金属基复合材料、金属间化合物、C/C复合材料和陶瓷基复合材料。超高温合金、金属基复合材料和金属间化合物都具有良好的比强度，但其力学性能在2000℉后会大幅下降，无法适应航空发动机的发展需求；C/C复合材料抗氧化性能差，无法满足航空发动机高温有氧环境长时工作要求；以SiC
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/SiC为代表的陶瓷基复合材料在具有很高的比强度的同时还具有优异的耐温性能和抗氧化性能，这使SiC
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/SiC复合材料成为最有潜力的发动机热结构材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼具优异成型性和良好力学性能的SiC/SiC陶瓷复合材料，其特征在于：在以多孔SiC陶瓷中间体组成的SiC基体中，将SiC陶瓷填充于多孔SiC陶瓷中间体的“纤维丝孔”中，获得多孔SiC/SiC陶瓷复合材料；所述SiC/SiC陶瓷复合材料表面平整无缺陷；内部存在以闭孔为主的孔隙；回填形成的“SiC纤维”复制了碳纤维的尺寸特征，直径为6～7μm；复合材料结构单元组成纯净，均为SiC相。2.根据权利要求1所述兼具优异成型性和良好力学性能的SiC/SiC陶瓷复合材料，其特征在于：对多孔SiC/SiC陶瓷复合材料再采用RMI工艺进一步填充复合材料中的“纤维束间孔”，获得致密的SiC/SiC陶瓷复合材料。3.一种制备权利要求1或2所述兼具优异成型性和良好力学性能的SiC/SiC陶瓷复合材料的方法，其特征在于步骤如下：步骤1、牺牲模板法制备多孔SiC陶瓷中间体：以碳纤维为原材料，利用碳纤维良好的编织性成型成工件预制体，进行CVI SiC之后得到近致密化的C
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/SiC复合材料；将所得的C
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/SiC复合材料置于管式炉中，在干燥空气气氛下进行氧化，除去复合材料中的碳纤维，由此获得多孔SiC陶瓷中间体；步骤2、多孔SiC陶瓷中间体的PCS浸渍工艺：以液态聚碳硅烷VHPCS和二甲苯的混合溶液为浸渍液，将多孔SiC陶瓷中间体置于浸渍液中进行真空浸渍；步骤3、含PCS多孔SiC陶瓷中间体的固化交联工艺：将步骤2得到的浸渍后材料置于管式炉中，在氩气气氛下进行PCS的固化交联，工艺为...

【专利技术属性】
技术研发人员：成来飞，叶昉，李盛豪，李朝晨，张立同，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：