连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料研究.pdf

第30卷第2期硅酸盐学报VoI.30，No.2
2002年4月JOURNALOFTHECHINESECERAMICSOCIETYApriI，2002
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连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料研究

徐永东，成来飞，张立同，尹洪峰

（西北工业大学凝固技术国家重点实验室，西安710072）

摘要：采用化学气相浸渗法制造了连续碳纤维和碳化硅纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料，并对复合材料的显微结构和力学性能进行了研

究.C/SiC和SiC/SiC复合材料的密度分别为2.1g/cm3和2.5g/cm3，在断裂过程中表现出明显的非线形和非灾难性的断裂行为和规律.C/SiC
和SiC/SiC弯曲强度分别为450Mpa和860Mpa，从室温至1600C强度不发生降低；断裂韧性为20Mpa·m1/2和41.5Mpa·m1/2，断裂功为10kJ·
m-2和28.1kJ·m-2，冲击韧性为62.0kJ·m-2和36.0kJ·m-2.C/SiC和SiC/SiC复合材料具有优异的抗热震性能，经1300C"300C，50次热
震后，强度保持率高达96.4%，热震不是材料性能损伤的控制因素.而SiC/SiC复合材料优异的抗氧化性能，对温度梯度不敏感.复合材料喷
管在液体火箭发动机上成功地通过了地面实验.

关键词：化学气相浸渗；碳/碳化硅；碳化硅/碳化硅；陶瓷基复合材料
中图分类号：TB323；TG174文献标识码：A文章编号：0454-564（82002）02-0184-05

RESEARCHONCONTINUOUSFIBERREINFORCEDSILICONCARBIDECOMPOSITES

XUYongdong，CHENGLaifei，ZHANGLitong，YINHongfeng
（StateKeyLaboratoryofSoIidificationprocessingNorthwesternpoIytechnicaIUniversity，Xi’an710072）

Abstract：SiIiconcarbidetextiIecompositesreinforcedwithcontinuouscarbonandsiIiconcarbidefiberwerefabricatedbychemicaIvaporinfiI-
tration.ThedensitiesofC/SiCandSiC/SiCcompositesafter30hinfiItrationare2.1g·cm-3and2.5g·cm-3respectiveIy.ThevaIuesof
fIexuraIstrengthofC/SiCandSiC/SiCcompositesare450Mpaand860MparespectiveIy，whicharenotreducedastemperatureincreased
fromroomtemperatureto1600C.AccordingIy，thevaIuesoffracturetoughnessare20Mpa·m1/2and41.5Mpa·m1/2，fracturework，10kJ
·m-2and28.1kJ·m-2，dynamicimpactfracturetoughness，62.0kJ·m-2and36.0kJ·m-2，respectiveIy.AfterthermaIshocktestsbe-
tween300Cand1300Cfor50times，thefIexuraIstrengthisretainedby96.4%.ItindicatethatthermaIshockwasnotthecontroIIingfac-
torforthefaiIureofC/SiCandSiC/SiCmateriaIs.ComparedwithC/SiC，SiC/SiCexhibitssuperioroxidationresistance.EspeciaIIy，bothC/
SiCandSiC/SiCthrusterchamberssuccessfuIIypassesthetestinrocketengine.

Keywords：chemicaIvaporinfiItration；carbon/siIiconcarbidecomposites；siIiconcarbide/siIiconcarbidecomposites；ceramicmatrixcom-
posites

连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料具有耐高CVI法是一种最实用和最基本的方法，其显著特点
温、低密度、高强度和高韧性等一系列优点，在航空是能在较